本發明涉及材料科學與工程技術領域，尤其涉及一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術。
背景技術：
先進陶瓷的生產路徑為：（1）配料—（2）混料和磨料—(3)造粒---（4）成型---（5）冷等靜壓---（6）脫膠---（7）燒結。現行的工藝中每個環節都影響著產品的品質。成分不同就決定了材料的微觀結構從而就決定了它的各種性能；磨料的方法和時間以及隨后的燒結制度決定了燒結體的晶粒度也對性能有極大的影響。冷等靜壓決定了素坯的密度從而決定了燒結體的空隙的大小及分布等等。現行的各個環節都存在極大的改進的空間。
微小部件由于尺寸原因必須保證其微觀結構均勻而且不可有尺寸過大的缺陷如空洞，因此在燒結以前經過冷靜壓處理。而由于傳統的方法實行起來效率太低因此迫切需要發明一種新的能形成較高的生產效率的方法。基于上述陳述，本發明提出了一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術。
一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術，所述生產制造技術包括材料設計/配方、成型及素坯致密化和燒結技術三個部分；具體包括以下步驟：
S1、準備生產用材料：陶瓷主粉、燒結助劑、異質粒子、脫泡劑、去離子水、粘結劑；
S2、將異質粒子混入去離子水中，加入脫泡劑制成均勻漿料混入陶瓷主粉，攪拌均勻后烘干，然后粉碎成粉末A；
S3、利用步驟S2所得的粉末A加入粘結劑，采用“滾元宵”法制得所需工件，并利用“塑浴”的陶瓷素坯封裝法對其進行封裝；
S4、對步驟S3中完成封裝的工件進行燒結處理，燒結過程中加入燒結助劑，先將工件升溫到至1750～1780℃，保溫10～20min后降低30～40℃，繼續保溫，保溫時間為常規保溫時間的2倍。
優選的，所述步驟S1中的陶瓷主粉為含α相不小于92的氮化硅粉，游離硅小于0.2%，鐵及鈣雜質不大于100ppm,顆粒度D50小于0.5微米。
優選的，所述步驟S1中的燒結助劑為氧化鑭、氧化釔、氧化鎂、氧化鋁氧化鈰、氧化鍶、氮化鋁和氧化鈮中的一種或幾種，顆粒度為納米級，總量在8～12%WT。
優選的，所述步驟S1中的異質粒子為氮化鈦、碳化鈦和氮化鋁中的一種或幾種，其用量為陶瓷主粉量的3～5%WT，顆粒度為陶瓷主粉的5～10倍。
優選的，所述步驟S1中的粘結劑為0.2～3%濃度的聚乙烯醇。
優選的，所述步驟S2中制得的粉末A同樣適用于要求高硬度、高斷裂韌性、高耐磨的中、大型尺寸的部件，采用傳統的成型方法成型即得。
優選的，所述步驟S3中的“塑浴”的陶瓷素坯封裝法具體包括兩種：a、使用高分子聚合物作為包覆介質，用浸泡方式包覆薄膜于工件表面，將工件溶解并浸泡于液態膠體中，震動分散去除工件表面的氣泡，然后將工件從液態膠體中撈出后淋干，震動分散以防止工件互相粘連，將工件在高溫300～800℃的干燥箱中干燥，并保持工件之間互不粘連；b、使用高分子聚合物作為包覆介質，用熔化后凝固的方式包覆薄膜于工件表面，將包覆熔融膠的工件通過吹風幫助凝固，并避免工件之間互相粘連；所述包覆介質為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯和聚丙烯中的一種或幾種；所述液態膠體濃度高于用于模壓成型的工件；所述熔融膠濃度低于用于模壓成型的工件。
優選的，所述步驟S3中的封裝技術同樣適用中、大型復雜部件的封裝。
本發明提出的一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術，對氮化硅先進陶瓷材料從粉體配方、混磨到成型再到燒結相關環節都做了優化處理，使材料的品質得到了很大的提升，特別是發明了“塑浴封裝法”對大大提高了微小部件生產效率，可實現大批量生產，本發明采取晶粒細化、微米增韌納米補強以及先高后低燒結保溫法相關措施，提高了氮化硅陶瓷的性能指標，以“塑浴”封裝法，解決了復雜形狀素坯的封裝問題，極大地提高了微小工件封裝的生產效率，通過細化粉體，減小燒結體的空洞尺寸、減少孔隙率，提高了組織的致密度，采用先高后低保溫措施，有效的抑制了晶粒的過分長大，本發明生產的氮化硅微珠，可以生產用于手機、筆記本電腦、醫療器械、圓珠筆芯和其方面的微軸承；作為磨介球可以用于超細粉體如納米粉體的制造，可以用于制藥例如細胞破壁等，應用前景廣闊。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步解說。
實施例
本發明提出的一種氮化硅陶瓷微小部件生產制造技術，包括材料設計/配方、成型及素坯致密化和燒結技術三個部分；具體包括以下步驟：
S1、準備生產用材料：陶瓷主粉、燒結助劑、異質粒子、脫泡劑、去離子水、粘結劑，其中陶瓷主粉為含α相不小于92的氮化硅粉，游離硅小于0.2%，鐵及鈣雜質不大于100ppm,顆粒度D50小于0.5微米；燒結助劑為氧化鑭、氧化釔、氧化鎂、氧化鋁氧化鈰、氧化鍶、氮化鋁和氧化鈮中的一種或幾種，顆粒度為納米級，總量在10%WT；異質粒子為氮化鈦、碳化鈦和氮化鋁中的一種或幾種，其用量為陶瓷主粉量的4%WT，顆粒度為陶瓷主粉的8倍；粘結劑為2%濃度的聚乙烯醇；
S2、將異質粒子混入去離子水中，加入脫泡劑制成均勻漿料混入陶瓷主粉，攪拌均勻后烘干，然后粉碎成粉末A；
S3、利用步驟S2所得的粉末A加入粘結劑，采用“滾元宵”法制得所需工件，并利用“塑浴”的陶瓷素坯封裝法對其進行封裝，其中“塑浴”的陶瓷素坯封裝法具體包括兩種：a、使用高分子聚合物作為包覆介質，用浸泡方式包覆薄膜于工件表面，將工件溶解并浸泡于液態膠體中，震動分散去除工件表面的氣泡，然后將工件從液態膠體中撈出后淋干，震動分散以防止工件互相粘連，將工件在高溫500℃的干燥箱中干燥，并保持工件之間互不粘連；b、使用高分子聚合物作為包覆介質，用熔化后凝固的方式包覆薄膜于工件表面，將包覆熔融膠的工件通過吹風幫助凝固，并避免工件之間互相粘連；所述包覆介質為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯和聚丙烯中的一種或幾種；所述液態膠體濃度高于用于模壓成型的工件；所述熔融膠濃度低于用于模壓成型的工件；
S4、對步驟S3中完成封裝的工件進行燒結處理，燒結過程中加入燒結助劑，先將工件升溫到至1750℃，保溫15min后降低35℃，繼續保溫，保溫時間為常規保溫時間的2倍。
本實施例步驟S2中制得的粉末A同樣適用于要求高硬度、高斷裂韌性、高耐磨的中、大型尺寸的部件，采用傳統的成型方法成型即得；步驟S3中的封裝技術同樣適用中、大型復雜部件的封裝。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。