[發明專利]一種Al2O3纖維增韌MAX相陶瓷基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510072496.8
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104628407B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 殷小瑋;陳靈奇;范曉孟;馬曉康;張立同;成來飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B38/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于MAX相陶瓷基復合材料的制備方法，具體涉及一種Al₂O₃纖維增韌MAX相陶瓷基復合材料的制備方法。

背景技術

現階段，使用最廣泛的連續纖維增強陶瓷基復合材料的增強體主要基于C纖維和SiC纖維。但是C纖維對于高溫氧化環境很敏感，長時氧化后會導致性能下降。而SiC纖維也存在同樣的問題，就目前而言，SiC纖維的使用溫度一般是被限制在1200℃以下。雖然少數的SiC纖維，如High-Nicalon?SiC纖維在高溫氧化條件下性能表現優異，但是其價格相當昂貴。Al₂O₃纖維，以Nextel?610為例，作為一種典型的氧化物纖維具有非常好的高溫抗氧化能力，高的拉伸強度(3.1GPa)和彈性模量(380GPa)。而且Al₂O₃纖維較SiC纖維而言具有很大的成本優勢。Al₂O₃纖維增韌陶瓷基復合材料可以克服SiC纖維和C纖維增強陶瓷基復合材料高溫長時抗氧化性能差的缺點，但這是以犧牲部分力學性能為代價的。

文獻1“Zhaofeng?Chen,Litong?Zhang,Laifei?Cheng,Yongdong?Xu,Properties?and?microstructure?of?Nextel?720/SiC?composites,Ceramics?International?31(2005)573-575”公開了一種Al₂O₃纖維增韌陶瓷基復合材料的制備方法。該方法是在1100℃條件下，以SiCH₃Cl₃為先驅體，通過化學氣相沉積的方法在Al₂O₃纖維表面沉積SiC基體而得到的。該方法所制備的Al₂O₃纖維增韌SiC基復合材料具有較高的孔隙率，這會對材料的力學性能造成不利影響。

文獻2“K.Ueno,T.Inoue,T.Mitsuhata,Preparation?and?mechanical?properties?of?high-purity?Al₂O₃fibre/Al₂O₃matrix?composite,Journal?of?materials?science?32(1997)2031-2035”公開了一種Al₂O₃纖維增強Al₂O₃陶瓷基復合材料的制備方法，該方法是先將Al₂O₃纖維浸漬在Al₂O₃漿料中，干燥后再在1300℃～1500℃條件下熱壓燒結而成。該方法制備的材料具有很高的抗彎強度，但是斷裂韌性很低，只有4.5MPa.m^1/2。另外，高的制備溫度會對纖維造成損傷。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種Al₂O₃纖維增韌MAX相陶瓷基復合材料的制備方法，克服C纖維與SiC纖維高溫長時間抗氧化性能差的問題。

技術方案

一種Al₂O₃纖維增韌MAX相陶瓷基復合材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：在去離子水中加入羧甲基纖維素鈉，攪拌均勻后加入TiC和TiO₂粉體，攪拌均勻后倒入球磨罐，加入碳化鋯球后球磨制成TiC與TiO₂混合漿料；所述TiO₂與TiC混合漿料質量分數為30％～45％，去離子水質量分數為67％～52％，羧甲基纖維素鈉質量分數為0.5％，TiO₂與TiC的質量比為1:3～3:1；漿料與碳化鋯球質量比為2:1～4:1；