[發明專利]一種碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610124319.4
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105777135A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 劉佩佩
• 申請（專利權）人: 劉佩佩
• 主分類號: C04B35/573
• 分類號: C04B35/573;C04B35/575;C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 姜慶梅

技術領域

本發明涉及陶瓷復合材料技術領域，具體是一種碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷的發展史是中華文明史的一個重要的組成部分，中國作為四大文明古國之一，為人類社會的進步 和發展做出了卓越的貢獻，其中陶瓷的發明和發展更具有獨特的意義，中國歷史上各朝各代有著不同藝術 風格和不同技術特點。隨著近代科學技術的發展，近百年來又出現了許多新的陶瓷品種。它們不再使用或 很少使用粘土、長石、石英等傳統陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至擴大到非硅酸鹽，非氧化物的 范圍，并且出現了許多新的工藝。美國和歐洲一些國家的文獻已將“Ceramic”一詞理解為各種無機非金 屬固體材料的通稱。因此陶瓷的含義實際上已遠遠超越過去狹窄的傳統觀念了。

碳化硅陶瓷是一種應用較早且應用較為廣泛的金屬陶瓷。碳化硅陶瓷不僅具有優良的常溫力學性能， 如高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數，而且高溫力學性能 (強度、抗蠕變性等)也表現優異。然而純的碳化硅陶瓷難以燒結致密，這就制約了其各項力學性能的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出 的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料，由以下按照物質的量份數的原料組成：碳化鉬粉末78-84份、碳 化硼粉末17-22份、硅粉100-108份、納米氧化鉭粉末3-8份。

作為本發明進一步的方案：由以下按照物質的量份數的原料組成：碳化鉬粉末79-83份、碳化硼粉末 18-21份、硅粉102-106份、納米氧化鉭粉末4-7份。

作為本發明再進一步的方案：由以下按照物質的量份數的原料組成：碳化鉬粉末82份、碳化硼粉末 20份、硅粉104份、納米氧化鉭粉末5份。

所述碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料的制備方法，步驟如下：

1)稱取碳化鉬粉末、碳化硼粉末和硅粉，放入球磨罐中，以無水乙醇作為分散介質，球磨15-18h， 獲得第一分散液；

2)將第一分散液置于真空干燥箱中，在120-130℃下真空干燥3-5h，以去除無水乙醇，獲得第一混 合粉料；

3)將第一混合粉料投入熱壓燒結爐中，在惰性氣體的氛圍下進行預燒結處理，獲得預燒結料，預燒 結溫度為1200-1250℃，預燒結時間為1-2h；

4)將預燒結料粉碎，獲得預燒結粉末，稱取納米氧化鉭粉末，將納米氧化鉭粉末與預燒結粉末合并， 以無水乙醇作為分散介質，球磨20-25h，獲得第二分散液；

5)將第二分散液置于真空干燥箱中，在140-150℃下真空干燥4-6h，以去除無水乙醇，獲得第二混 合粉料；

6)將第二混合粉料經冷壓成型后，投入熱壓燒結爐中，在惰性氣體的氛圍下進行燒結處理，獲得碳 化硅-硼化鉬復合陶瓷材料，燒結溫度為1850-1950℃，燒結方法為：首先以15℃/min升溫至1550-1600℃， 保溫2-3h，然后以10℃/min升溫至燒結溫度，保溫1h，自然冷卻即可。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明制備的碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料，抗彎強度為 786.7-880.2Mpa，斷裂韌性為6.3-6.8Mpa·m^1/2，抗彎強度及斷裂韌性均表現優異，有利于拓展碳化硅陶 瓷的應用范圍，本發明通過添加納米氧化鉭粉末，能夠增強碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料的抗彎強度及斷 裂韌性。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料，由以下按照物質的量份數的原料組成：碳化鉬粉末78份、碳化硼 粉末17份、硅粉100份、納米氧化鉭粉末3份。

本實施例中所述碳化硅-硼化鉬復合陶瓷材料的制備方法，步驟如下：

1)稱取碳化鉬粉末、碳化硼粉末和硅粉，放入球磨罐中，以無水乙醇作為分散介質，球磨15h，獲 得第一分散液；

2)將第一分散液置于真空干燥箱中，在120℃下真空干燥3h，以去除無水乙醇，獲得第一混合粉料；

3)將第一混合粉料投入熱壓燒結爐中，在惰性氣體的氛圍下進行預燒結處理，獲得預燒結料，預燒 結溫度為1200℃，預燒結時間為1h；