[發明專利]碳化硅纖維增韌透輝石微晶玻璃復相材料及其制備方法在審

申請號：	201611190404.7	申請日：	2016-12-21
公開（公告）號：	CN106630645A	公開（公告）日：	2017-05-10
發明（設計）人：	馬冬陽;邊妙蓮;孫輝;陳士朝;吳道洪	申請（專利權）人：	江蘇省冶金設計院有限公司
主分類號：	C03C10/04	分類號：	C03C10/04;C03B32/02;C03C3/112;C03C1/00
代理公司：	北京連和連知識產權代理有限公司11278	代理人：	張濤
地址：	210007 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	碳化硅纖維增韌透輝石玻璃材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及微晶玻璃復合材料領域，特別涉及一種碳化硅纖維增韌透輝石微晶玻璃復相材料及其制備方法。

背景技術

透輝石微晶玻璃是一種性能優異的微晶玻璃，具有很高的耐磨性和很高的強度，但其一般脆性較高而韌性較低。碳化硅纖維強度韌性高、導熱系數高、熱膨脹系數與微晶玻璃材料相近、耐磨性能好，其作為增韌纖維廣泛應用于各種陶瓷基體中。若將透輝石微晶玻璃與碳化硅纖維進行復合，則碳化硅纖維會使透輝石微晶玻璃的韌性大大提高。

微晶玻璃一般采用燒結法或熔融法進行制備，其中熔融法制備的透輝石微晶玻璃體積密度相對較高，氣孔率較低，但若要采用熔融法將碳化硅纖維與微晶玻璃復合起來，則首先要解決碳化硅纖維在高溫下易被氧化的問題；其次要解決碳化硅纖維在熔體中均勻分布的問題。

在目前的現有技術中尚無采用熔融法將碳化硅纖維與透輝石微晶玻璃復合起來進行碳化硅纖維增韌透輝石微晶玻璃復相材料的制備。

發明內容

對于現有技術中存在的上述問題，發明人經過大量的創造性工作發現在熔融段末期將碳化硅纖維以氮氣流噴入熔池內部同時充分攪拌可以取得較好的碳化硅纖維分散均化效果，同時噴入的氮氣可以制造非氧化性環境防止碳化硅纖維在高溫下氧化，并加速熔池內微小氣泡的長大上浮排出。發明人還發現由于碳化硅纖維的熱膨脹系數與基體玻璃基本一致，因此可避免復合材料在熱處理過程中由于熱應力較大而產生結構裂紋。

根據上述研究工作，發明人提出了如下所述的碳化硅纖維增韌透輝石微晶玻璃復相材料及其制備方法。

一種碳化硅纖維增韌透輝石微晶玻璃復相材料的制備方法，包含以下步驟：

步驟1，將CaO粉末、MgO粉末、SiO₂粉末、Al₂O₃粉末以及助熔劑、晶核劑混合為均勻混合物；

步驟2，將所述混合物熔融加熱；

步驟3，在熔融過程的末期通過氮氣將碳化硅纖維噴入熔融池內并充分攪拌為均勻的熔融混合物；

步驟4，將熔融混合物澆注到經過預熱的模具中；

步驟5，將澆注到模具中的熔融混合物退火；

步驟6，將退火得到的含有碳化硅纖維的基礎玻璃核化并晶化。

進一步地，步驟1中各組分的重量份分別為：13-22重量份的CaO、8-17重量份的MgO、47-58重量份的SiO₂、5-13重量份的Al₂O₃，1-4重量份的CaF₂、分別為2-4重量份的P₂O₅和TiO₂以及10-20重量份的碳化硅纖維。

進一步地，碳化硅纖維為粉末狀。

進一步地，上述各組分的粉末粒徑為200目以下。

進一步地，助熔劑為CaF₂。