氮化硅多孔陶瓷制備國(guó)內(nèi)專(zhuān)利技術(shù)綜述

熊 雯 趙子強(qiáng)

(國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作天津中心，天津 300300)

1 技術(shù)概述

多孔氮化硅陶瓷是一種同時(shí)具備了結(jié)構(gòu)性和功能性的陶瓷材料，是一種體內(nèi)具有相通或閉合氣孔的陶瓷材料。多孔氮化硅陶瓷由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性能，低密度、高孔隙率、適中的介電性能、高比表面積、高硬度、高的斷裂韌性等，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、環(huán)境化工、生物醫(yī)藥、國(guó)防軍事等重要領(lǐng)域，市場(chǎng)前景十分顯著。

氮化硅陶瓷相對(duì)于其他氧化物陶瓷難燒結(jié)，因此多孔氮化硅陶瓷的制備工藝與其他氧化物陶瓷有所不同。通過(guò)成型和反應(yīng)燒結(jié)工藝過(guò)程得到多孔氮化硅陶瓷工藝簡(jiǎn)單，制品強(qiáng)度較高。無(wú)壓燒結(jié)和加壓燒結(jié)的原料成本較高，并且加壓燒結(jié)與流延成型所制備的材料均存在各向異性的問(wèn)題，只適用于制備形狀較為簡(jiǎn)單且的零件，且等靜壓成型的設(shè)備造價(jià)較高，所制得的多孔氮化硅陶瓷的孔隙率普遍較低。反應(yīng)燒結(jié)方法降低了原料成本，但燒結(jié)過(guò)程中燒結(jié)助劑的加入會(huì)造成雜相的增加，且強(qiáng)度不高。凝膠注模成型工藝簡(jiǎn)單，氣孔率可控，成分均勻，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀多孔氮化硅陶瓷的成型，但有機(jī)物添加劑引入較多，排膠過(guò)程不易控制且產(chǎn)生污染。造孔劑法孔隙結(jié)構(gòu)與尺寸分布由造孔劑決定，由于造孔劑添加量受限，無(wú)法得到高孔隙率的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，氣孔分布不均勻，抗彎性能較差，同樣排膠過(guò)程會(huì)產(chǎn)生污染。造孔劑法制備多孔氮化硅陶瓷現(xiàn)在一般會(huì)優(yōu)選成本低且不會(huì)產(chǎn)生污染的造孔劑。……