[發明專利]SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110261934.7
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102424596A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 李金平;張宇民;劉時強;孟松鶴;韓杰才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/81
• 分類號: C04B35/81;C04B35/80;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

1.SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料，其特征在于SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料由SiC納米顆粒、SiC晶須和ZrC基體制成；SiC納米顆粒和SiC晶須作為增強相存在于ZrC基體中，SiC納米顆粒的體積百分含量為5％～15％，SiC晶須的體積百分含量為5％～15％，ZrC基體的體積百分含量為70％～90％。

2.SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料，其特征在于SiC納米顆粒的體積百分含量為8％～12％，SiC晶須的體積百分含量為8％～12％，ZrC基體的體積百分含量為76％～84％。

3.如權利要求1所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法按以下步驟進行：一、按體積百分比稱取5％～15％的SiC納米顆粒、5％～15％的SiC晶須和70％～90％的ZrC粉末；二、按SiC晶須與無水乙醇的質量體積比為1g∶5mL～35mL的比例將步驟一稱取的SiC晶須加入到無水乙醇中，然后用超聲波處理3min～10min，得到分散均勻的SiC晶須；三、將經步驟二得到的分散均勻的SiC晶須與步驟一稱取的SiC納米顆粒和ZrC粉末混合后，加入到球磨機中，以無水乙醇作為分散劑，ZrO₂球作為球磨介質，球料質量比為5～8∶1，在轉速為100～300轉/分的條件下球磨5h～20h，得到漿料；四、采用旋轉蒸發器將步驟三得到的漿料烘干，得到混合粉；五、將步驟四得到的混合粉裝入石墨模具中，再將石墨模具放入真空熱壓爐中，通入氬氣保護，在溫度為1800℃～2100℃、壓力為10MPa～30MPa的條件下保溫30min～60min，然后撤壓、隨爐冷卻，得到SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料；其中步驟一中SiC晶須的純度≥99.5％，直徑為0.1μm～1.0μm，長度為50μm～200μm，SiC納米顆粒的純度≥99.5％，粒徑為60nm；步驟一中ZrC粉末的純度≥99％，粒徑為3μm～5μm。

4.根據權利要求3所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟一中按體積百分比稱取7％～13％的SiC納米顆粒、7％～13％的SiC晶須和74％～86％的ZrC粉末。

5.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中SiC晶須與無水乙醇的質量體積比為1g∶10mL～30mL。

6.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中超聲波處理時間為4min～8min。

7.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中球料質量比為6～7∶1。

8.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟三球磨轉速為120～280轉/分，球磨時間為6h～18h。

9.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟四中石墨模具內壁及兩端涂一層BN，并在試樣兩端墊有石墨紙。

10.根據權利要求3或4所述的SiC納米顆粒及SiC晶須混雜增韌ZrC基超高溫陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于步驟四中在溫度為1850℃～2050℃、壓力為12MPa～28MPa的條件下保溫35min～55min。