[發明專利]碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201110438186.5
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102557641A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 鄔國平
• 申請（專利權）人: 寧波伏爾肯機械密封件制造有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

1.一種碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：它主要由以下重量配比的原材料制成：碳化硅微粉∶碳化硼微粉∶碳粉∶碳納米管∶粘結劑∶分散劑為100∶0.5～3∶1.5～8∶0.5～3∶3～6∶0.2～3.0。

2.根據權利要求1所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，它還包括如下原材料：氧化鋁、氧化釔，所述的氧化鋁、氧化釔與碳化硅微粉的重量配比為4～7∶3～6∶100。

3.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述碳化硅微粉的D50直徑0.40～3.00微米，純度＞99.5wt％。

4.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述碳化硼微粉的D50直徑0.50～3.00微米，純度＞98wt％。

5.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述碳粉的D₅₀直徑0.10～3.00微米，純度＞99wt％。

6.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述碳納米管為OD?1～2nm，length?1～30nm，CNTs?purity＞90wt％，Ash＜1.5wt％的碳納米管。

7.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述粘結劑為PVA、糊精、甲基纖維素、葡萄糖中的一種；所述分散劑為氨水、四甲基氫氧化銨、十六烷基磺酸鈉中的一種。

8.根據權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷，其特征在于：所述的氧化鋁的D₅₀中位粒徑為0.5～3微米，純度大于99.5wt％；所述的氧化釔的D₅₀中位粒徑0.5～3微米，純度大于99.9％。

9.一種權利要求1所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：制備步驟為：

(1)按碳化硅微粉∶碳化硼微粉∶碳粉∶粘結劑為100∶0.5～3∶1.5～8∶3～6的重量配比混合，得到混合粉料；

(2)在步驟(1)的混合粉料中加入碳化硅微粉重量80～100％的水和0.2～3％的分散劑在球磨機上球磨8～24小時，形成碳化硅混合漿料；

(3)取碳化硅微粉重量0.5～3％的碳納米管，加碳納米管重量200～600倍的乙醇，在超聲波攪拌機中攪拌1～4小時，形成碳納米管乙醇懸浮液；

(4)將步驟(3)的懸浮液加入步驟(2)的混合漿料中，繼續球磨8～24小時，形成漿料；

(5)將步驟(4)所得的漿料烘干粉碎后，用80目篩子過篩，獲得混合粉；

(6)將步驟(5)的混合粉模壓成型然后放在熱壓模具內或直接將混合粉放入熱壓模具內；

(7)在氬氣或氮氣氛下，升溫到1900～2200℃加壓15～35MPa，即完成熱壓燒結，獲得碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷材料。

10.一種權利要求2所述的碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于：步驟如下：

(1)按碳化硅微粉∶碳化硼微粉∶碳粉∶粘結劑∶氧化鋁∶氧化釔為100∶0.5～3∶1.5～8∶3～6∶4～7∶3～6的重量比混合，得到混合粉料；

(2)向步驟(1)的混合粉料中加入碳化硅微粉重量80～100％的水和0.2～3％的分散劑，在球磨機上球磨8～24小時，形成碳化硅漿料；

(3)取碳化硅微粉重量0.5～3％的碳納米管，加碳納米管重量200～600倍的乙醇，在超聲波攪拌機中攪拌1～4小時，形成碳納米管乙醇懸浮液；

(4)將步驟(3)的懸浮液加入步驟(2)的碳化硅漿料中，球磨8～24小時，形成漿料；

(5)將步驟(4)所得的漿料烘干粉碎，用80目篩子過篩，獲得混合粉；

(6)將步驟(5)的混合粉模壓成型后放在燒結爐內；

(7)在氬氣或氮氣氛下，將步驟(6)模壓成型的混合粉在1800～2100℃，保溫0.5～3小時，即完成無壓燒結，獲得碳納米管增強增韌碳化硅陶瓷材料。