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[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

專利信息
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
地址: 710072 *** 國省代碼: 臺灣;71
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 al2o3 纖維 max 陶瓷 復合材料 制備 方法
【說明書】:

技術領域

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.m1/2。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;

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