[發明專利]一種金屬基陶瓷材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710555855.4
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107353001B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 劉洪喜;劉子峰;張曉明;胡建力;周榮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種金屬基陶瓷材料的制備方法，屬于金屬陶瓷材料制備技術領域，將粉末與粘結劑混勻后，壓片后進行預燒結，然后再加入Zr粉末研磨、壓片后進行燒結，得到金屬基陶瓷材料，通過掃描電鏡可知白骨狀物質為介電陶瓷FeNbO₄；從測試數據可得所得金屬基陶瓷材料粉末之間結合良好，FeNbO₄陶瓷增強相提高了燒結材料的結合強度，使位錯擴展敏感性降低，致密度較高，孔隙率降低，能夠在很大程度上促進該材料的工業應用。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷材料制備技術領域，具體涉及一種金屬基陶瓷材料的制備方法。

背景技術

隨著材料應用領域的不斷延伸，金屬基陶瓷材料以耐高溫及優良的聲光電性能的特點不斷出現在材料工業中進行應用。對金屬基陶瓷材料的研究越來越受到關注，并逐漸形成了多學科并存的制備技術體系。當應用于電容器領域時，要求材料的電阻率高，介電常量大，其中研究比較多的有金紅石(TiO₂)陶瓷、含二氧化鈦的復合氧化物陶瓷，但是這些陶瓷材料由于存在制備工藝單一、經濟性能差、應用不廣的缺點，在應用時需要解決更多制備簡易、費用昂貴的問題，現在技術人員致力于開發更好的材料。

基于現有技術存在的問題，科研人員開始開發更為優異的合金材料，鐵基材料因為其優異的經濟性能和結構復合形式多樣成為現在研究的重點之一，成都易態科技有限公司還公開了一種燒結Fe-Al基合金材料的制備方法，制備的材料具有較好的抗高溫氧化，但是該專利并沒有完善和公布工藝方案與粉末配比所引起的孔隙率的問題，其工藝或者原材料配比存在問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明采用有機粘結劑混合Fe基粉末進行燒結，在提高結合強度的情況下制備金屬基復合陶瓷材料。

本發明提供一種金屬基陶瓷材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）按照Fe_54+x(Si₃N₄)_12-x(BN)₁₀Nb₂₄的化學計量比，稱取原材料Fe、Si₃N₄、BN、Nb粉末，其中x=0～10，并充分研磨混勻；

（2）按照粘結劑與混合粉末質量比為1︰3~6的比例，將粘結劑加入到步驟（1）的混合粉末中，混勻、壓片、預燒結；

（3）步驟（2）預燒結后的產物冷卻至室溫后加入Zr粉并研磨，Zr粉占最后混合物的質量百分比為2.5~3.1%，按照粘結劑與混合物質量比為1︰3~6的比例，加入粘接劑，混勻、壓片、燒結，得到金屬基陶瓷材料。

步驟（1）和步驟（3）所述研磨時間為0.5～2h。

步驟（2）和步驟（3）所述壓片的最終壓力為6～30MPa，從0MPa開始每增加2～4MPa保壓1～5min。

步驟（2）和（3）所述壓片的形狀為圓柱狀，直徑為0.6～2cm、厚度為2.5～5mm。

步驟（2）和（3）所述粘結劑為無水乙醇與聚乙烯醇PVAL按照質量比1︰3混合而成。

步驟（2）所述預燒結條件為溫度600～800℃，保溫時間3～5h，氣氛為空氣。

步驟（3）所述燒結的條件為溫度600~800℃，保溫時間3～5h，降溫至400~500℃，保溫1~2h，繼而升溫至1100～1250℃，保溫時間10～20h，燒結氣氛為空氣。

本發明的有益效果：