[發(fā)明專利]一種金屬增韌碳化硅基復(fù)合陶瓷及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010287232.1
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN101973777A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建鋒;劉榮臻;谷文煒;魯元;喬冠軍;金志浩
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C04B35/71
• 分類號: C04B35/71
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種金屬增韌碳化硅基復(fù)合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分?jǐn)?shù)，包括下述組分：碳化硅粉末30％～40％、納米氧化鈦粉末5％～20％和硅鋁合金40％～50％以及2％～8％的PVB有機粘接劑；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述納米氧化鈦為III類銳鈦礦型鈦白粉；

所述硅鋁合金為鑄造鋁合金，硅含量小于14wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬增韌碳化硅基復(fù)合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分?jǐn)?shù)，包括下述組分：碳化硅粉末30％、納米氧化鈦粉末20％和硅鋁合金45％以及5％的PVB有機粘接劑；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述納米氧化鈦為III類銳鈦礦型鈦白粉。

所述硅鋁合金為鑄造鋁合金，硅含量應(yīng)小于14wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬增韌碳化硅基復(fù)合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分?jǐn)?shù)，包括下述組分：碳化硅粉末37％、納米氧化鈦粉末15％和硅鋁合金42％以及6％的PVB有機粘接劑；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述納米氧化鈦為III類銳鈦礦型鈦白粉；

所述硅鋁合金為鑄造鋁合金，硅含量應(yīng)小于14wt％。

4.一種金屬增韌碳化硅基復(fù)合陶瓷的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一、按重量百分?jǐn)?shù)準(zhǔn)備碳化硅粉末30％～40％、納米氧化鈦5％～20％、硅鋁合金40％～50％以及2％～8％的PVB有機粘接劑，先將30％～40％碳化硅粉末、5％～20％納米氧化鈦粉末兩種原料用無水乙醇作為分散劑濕法球磨制備成混合粉末；

步驟二、將混合粉末干燥，并加入準(zhǔn)備好的2％～8％PVB有機粘接劑攪拌均勻后過120～400目篩造粒；所用的PVB有機粘接劑純度在99％以上；

步驟三、根據(jù)所需制品形狀選擇模具，將上述造粒料裝入模具型腔內(nèi)，壓力為60～140MPa模壓成型；將壓制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工藝為室溫至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保溫時間大于8h；

步驟四、將烘干后的生坯放入空氣爐內(nèi)于600℃保溫1h排膠，排膠后，將壓鑄機內(nèi)壁與金屬壓頭之間的接觸表面涂上一層BN，以便滲鋁后脫模，然后將多孔預(yù)制體即烘干后的生坯按順序放入壓鑄機腔內(nèi)，先將壓鑄機預(yù)熱到浸滲溫度保持20分鐘，然后將熔融的鋁合金液倒入放置預(yù)制體的模具內(nèi)，以25-40N/S的加載速率施加壓力將鋁合金液壓入預(yù)制體內(nèi)，在浸滲壓力下時保持5分鐘，最后待鑄塊冷卻后與模具分離，然后將鑄塊重新熔化除去多余的鋁合金得到金屬-陶瓷復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一、按重量百分?jǐn)?shù)準(zhǔn)備碳化硅粉末30％、納米氧化鈦20％、硅鋁合金45％以及5％的PVB有機粘接劑，先將30％碳化硅粉末、20％納米氧化鈦粉末兩種原料用無水乙醇作為分散劑濕法球磨制備成混合粉末；

步驟二、將混合粉末干燥，并加入準(zhǔn)備好的5％的PVB有機粘接劑攪拌均勻后過200目篩造粒；所用的PVB有機粘接劑純度在99％以上；

步驟三、根據(jù)所需制品形狀選擇模具，將上述造粒料裝入模具型腔內(nèi)，壓力為80MPa模壓成型；將壓制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工藝為室溫至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保溫時間大于8h；

步驟四、將烘干后的坯料放入空氣爐內(nèi)于600℃保溫1h排膠，排膠后，將壓鑄機內(nèi)壁與金屬壓頭之間的接觸表面涂上一層BN，以便滲鋁后脫模，然后將多孔預(yù)制體即烘干后的坯料按順序放入壓鑄機腔內(nèi)，先將壓鑄機預(yù)熱到浸滲溫度保持20分鐘，然后將熔融的鋁合金液倒入放置預(yù)制體的模具內(nèi)，以30N/S的加載速率施加壓力將鋁合金液壓入預(yù)制體內(nèi)，在浸滲壓力下時保持5分鐘，最后待鑄塊冷卻后與模具分離，然后將鑄塊重新熔化除去多余的鋁合金得到金屬-陶瓷復(fù)合材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一、按重量百分?jǐn)?shù)準(zhǔn)備碳化硅粉末37％、納米氧化鈦15％、硅鋁合金42％以及6％的PVB有機粘接劑，先將37％碳化硅粉末、15％納米氧化鈦粉末兩種原料用無水乙醇作為分散劑濕法球磨制備成混合粉末；

步驟二、將混合粉末干燥，并加入準(zhǔn)備好的6％的PVB有機粘接劑攪拌均勻后過200目篩造粒；所用的PVB有機粘接劑純度在99％以上；

步驟三、根據(jù)所需制品形狀選擇模具，將上述造粒料裝入模具型腔內(nèi)，壓力為80MPa模壓成型；將壓制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工藝為室溫至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保溫時間大于8h；

步驟四、將烘干后的坯料放入空氣爐內(nèi)于600℃保溫1h排膠，排膠后，將壓鑄機內(nèi)壁與金屬壓頭之間的接觸表面涂上一層BN，以便滲鋁后脫模，然后將多孔預(yù)制體即烘干后的坯料按順序放入壓鑄機腔內(nèi)，先將壓鑄機預(yù)熱到浸滲溫度保持20分鐘，然后將熔融的鋁合金液倒入放置預(yù)制體的模具內(nèi)，以30N/S的加載速率施加壓力將鋁合金液壓入預(yù)制體內(nèi)，在浸滲壓力下時保持5分鐘，最后待鑄塊冷卻后與模具分離，然后將鑄塊重新熔化除去多余的鋁合金得到金屬-陶瓷復(fù)合材料。