本發(fā)明涉及一種用硅藻土制造氮化硅陶瓷產(chǎn)品的制備方法，屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅藻土是一種硅質(zhì)巖礦物，是硅藻死亡后經(jīng)過(guò)1至2萬(wàn)年左右堆積形成的礦物質(zhì)，主要分布在中國(guó)、美國(guó)、丹麥、法國(guó)等地。由于它主要成份為sio2,并且價(jià)格低廉，含氣孔率高，近年來(lái)普遍為材料、化工、食品、建筑、石油等領(lǐng)域所廣泛開(kāi)發(fā)研究利用。
氮化硅陶瓷材料是目前性能最優(yōu)異的陶瓷材料之一，具有高強(qiáng)度、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化和抗熱沖擊性能，被陶瓷材料界尤其是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)材料界認(rèn)為是最理想的高溫零部件材料，它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
吉林省臨江市是我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量最大、品位最好的硅藻土礦產(chǎn)地，利用本地廉價(jià)優(yōu)質(zhì)硅藻土制備市場(chǎng)需求的高精尖氮化硅陶瓷材料產(chǎn)品，即可節(jié)省成本又可造福當(dāng)?shù)匕傩战?jīng)濟(jì)生活，具有深遠(yuǎn)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的利用硅藻土制造氮化硅陶瓷材料的制備方法
本發(fā)明采取的技術(shù)方法步驟如下：
1、硅藻土純化
在室溫下，將硅藻土原土浸入5-10mol/l的鹽酸溶液中浸泡5-12小時(shí)，過(guò)濾去除酸液,然后加入去離子水，并調(diào)節(jié)ph值為6-7獲得中性硅藻土漿，將中性硅藻土漿放入球磨機(jī)中球磨10-20小時(shí)，過(guò)濾得沉淀物，烘干，即得純化硅藻土；
2、成型壓坯
將步驟1制得的純化硅藻土壓制成所需的形狀；
3、氮化燒結(jié)
將步驟2制得的成型硅藻土坯體放入電爐中通入氮?dú)?，?-5℃/min的升溫速度升溫至1100℃，保溫2-3小時(shí)，然后以8-10℃/min升溫速度升溫至1420℃，保溫4-5小時(shí)，然后再以5-10℃/min降溫速度至室溫，即得到氮化硅陶瓷產(chǎn)品。
步驟1獲得純化硅藻土為粉末，粒度為≤10μm。
步驟2的成型壓力為15-30mpa,，壓制時(shí)間為5-10分鐘。
步驟1采用5-10％質(zhì)量百分比濃度的naoh溶液進(jìn)行ph值調(diào)節(jié)。
步驟1獲得的純化硅藻土含sio2為≥95％。
步驟3得到的氮化硅陶瓷產(chǎn)品，密度為2.4-2.6g/cm3，抗彎強(qiáng)度為150-350mpa。
所述的硅藻土為天然原土；所述的鹽酸(hcl)和氫氧化鈉(naoh)均為分析純?cè)噭?/p>
本發(fā)明提出了一種利用天然硅藻土為原料，制備氮化硅陶瓷產(chǎn)品的方法，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，制得的氮化硅陶瓷性能優(yōu)良，具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)完整說(shuō)明：
實(shí)施例1
一種用硅藻土制造氮化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
1、硅藻土精選純化
挑選雜質(zhì)較少的硅藻土原土，浸入5mol/l鹽酸中，在室溫下經(jīng)8小時(shí)酸浸，過(guò)濾去除酸液，然后加入去離子水和5％naoh溶液，中和至ph值為6.0，將中性硅藻土漿放入球磨機(jī)中球磨18小時(shí)，過(guò)濾得沉淀物，烘干，即得硅藻土純化微粉，此時(shí)硅藻土純化粉中含sio2為≥95％，粒度為≤10μm。加入的去離子水主要目的是為了調(diào)節(jié)ph值，因此根據(jù)實(shí)際情況適量即可。
2、成型壓坯
將步驟1制得的硅藻土純化粉壓制成所需的氮化硅園片φ50×18mm，壓制壓力為20mpa,壓制時(shí)間為8分鐘。
3、氮化燒結(jié)
將步驟2制得的成型硅藻土坯體放入電爐中通入氮?dú)庖?℃/min的升溫速度升溫至1100℃，保溫2.5小時(shí)，然后以10℃/min升溫速度升溫至1420℃，保溫4小時(shí)，然后再以8℃/min降溫速度至室溫，即得到氮化硅產(chǎn)品。
實(shí)施例2
一種用硅藻土制造氮化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
1、硅藻土精選純化
挑選雜質(zhì)較少的硅藻土原土，浸入6mol/l鹽酸中，在室溫下經(jīng)10小時(shí)酸浸，過(guò)濾去除酸液，然后加入去離子水和8％naoh溶液，中和至ph值為7.0，將中性硅藻土漿放入球磨機(jī)中球磨15小時(shí)，過(guò)濾得沉淀物，烘干，即得硅藻土純化微粉，此時(shí)硅藻土純化粉中含sio2為≥95％，粒度為≤10μm。
2、成型壓坯
將步驟1制得的硅藻土純化粉壓制成所需的氮化硅片15×15×18mm，壓制壓力為25mpa,壓制時(shí)間為9分鐘。
3、氮化燒結(jié)
將步驟2制得的成型硅藻土坯體放入電爐中通入氮?dú)庖?.5℃/min的升溫速度升溫至1100℃，保溫3小時(shí)，然后以9℃/min升溫速度升溫至1420℃，保溫4.5小時(shí)，然后再以6℃/min降溫速度至室溫，即得到氮化硅產(chǎn)品。
實(shí)施例3
一種用硅藻土制造氮化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
1、硅藻土精選純化
挑選雜質(zhì)較少的硅藻土原土，浸入10mol/l鹽酸中，在室溫下經(jīng)12小時(shí)酸浸，過(guò)濾去除酸液，然后加入去離子水和10％naoh溶液，中和至ph值為6.5，將中性硅藻土漿放入球磨機(jī)中球磨20小時(shí)，過(guò)濾得沉淀物，烘干，即得硅藻土純化微粉，此時(shí)硅藻土純化粉中含sio2為≥95％，粒度為≤10μm。
2、成型壓坯
將步驟1制得的硅藻土純化粉壓制成所需的氮化硅塊20×20×20mm，壓制壓力為30mpa,壓制時(shí)間為5分鐘。
3、氮化燒結(jié)
將步驟2制得的成型硅藻土坯體放入電爐中通入氮?dú)庖?℃/min的升溫速度升溫至1100℃，保溫3小時(shí)，然后以8℃/min升溫速度升溫至1420℃，保溫5小時(shí)，然后再以5℃/min降溫速度至室溫，即得到氮化硅陶瓷產(chǎn)品。
實(shí)施例4
一種用硅藻土制造氮化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
1、硅藻土精選純化
挑選雜質(zhì)較少的硅藻土原土，浸入10mol/l鹽酸中，在室溫下經(jīng)5小時(shí)酸浸，過(guò)濾去除酸液，然后加入去離子水和10％naoh溶液，中和至ph值為7.0，將中性硅藻土漿放入球磨機(jī)中球磨10小時(shí)，過(guò)濾得沉淀物，烘干，即得硅藻土純化微粉，此時(shí)硅藻土純化粉中含sio2為≥95％，粒度為≤10μm。
2、成型壓坯
將步驟1制得的硅藻土純化粉壓制成所需的氮化硅塊20×20×20mm，壓制壓力為15mpa,壓制時(shí)間為10分鐘。
3、氮化燒結(jié)
將步驟2制得的成型硅藻土坯體放入電爐中通入氮?dú)庖?℃/min的升溫速度升溫至1100℃，保溫2小時(shí)，然后以8℃/min升溫速度升溫至1420℃，保溫5小時(shí)，然后再以10℃/min降溫速度至室溫，即得到氮化硅陶瓷產(chǎn)品。
上述幾個(gè)實(shí)施例生產(chǎn)出的氮化硅陶瓷產(chǎn)品，密度為2.4-2.6g/cm3，抗彎強(qiáng)度為150-350mpa。