摘 要

 

本发明涉及一种氮化硅陶瓷材料及其制备方法和陶瓷模具，其按重量百分比计包括如下组分：氮化硅粉体80％～98％，氮化硅晶须和碳化硅晶须共1％～10％，及稀土氧化物1％～10％。上述氮化硅陶瓷材料，采用上述特定的组分及配比，通过氮化硅晶须和碳化硅晶须和稀土氧化物对氮化硅粉体的共同作用，不仅可以增强材料的抗热冲击性能，还能够提高氮化硅陶瓷材料的抗弯强度以及断裂韧性。

背景技术

 

目前的金属熔液铸造工业中使用的模具一般为砂磨和硬质合金模具，其抗热冲击性差，容易被腐蚀，易带入杂质到到铝液和铜液中去，影响产品质量，脱模效果差。一般地，使用几模或几十模就需要更换模具，故而生产成本居高不下。

氮化硅，化学式为Si3N4，为原子晶体，是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬材料，本身具有润滑性，并且耐磨损，高温时抗氧化性好，抗冷热冲击性强，在空气中加热1000℃以上，急剧冷却再急剧加热也不会破碎，耐腐蚀，耐酸碱(氢氟酸除外)。氮化硅材料由于具有如此优异的特性，非常适合用作金属熔液加工设备中的铝铸造升液管、辐射管、热电偶保护管等相关配件生产的模具。但目前已有的氮化硅陶瓷材料存在陶瓷脆性的特性，受限于其抗弯强度和断裂韧性，目前氮化硅陶瓷材料还无法应用到对力学冲击要求较高的模具领域。