[發(fā)明專利]一種層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810048704.4
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN108218437B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田庭燕;王穎;李明;孫峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中材人工晶體研究院有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/582
• 分類號(hào): C04B35/582;C04B35/622
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，其中，該層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料由高溫?zé)釅旱玫剑ㄒ粚拥趸X(AlON)陶瓷層和兩層AlON復(fù)合陶瓷層，AlON陶瓷層位于兩層AlON復(fù)合陶瓷層之間；AlON陶瓷層由AlON陶瓷粉體制成，AlON復(fù)合陶瓷層由AlON陶瓷粉體、復(fù)合材料粉體、MgO粉體和ZrO₂粉體混合制成，復(fù)合材料粉體為鉬粉、鎢粉、Mo₂C粉和WC粉中的一種或幾種。該層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料具備韌?硬?韌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，吸收沖擊能力強(qiáng)，保證強(qiáng)度的同時(shí)，增大其緩沖能力。該層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料的制備方法，方法簡便，利于燒結(jié)形成具備韌?硬?韌特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，尤其涉及一種層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

氮氧化鋁(AlON)是Al₂O₃-AlN體系中存在的一個(gè)重要固溶體，是一種透明多晶陶瓷，其強(qiáng)度和硬度高達(dá)380MPa和1800kg/mm²，僅次于單晶藍(lán)寶石，從近紫外(0.2μm)到中紅外(6.0μm)有著很好的光學(xué)透過率，因此，AlON陶瓷材料可被應(yīng)用于輕型防護(hù)和裝甲防彈等對于材料硬度和韌性都有要求的應(yīng)用領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)燒結(jié)得到的單一組分的AlON陶瓷材料，往往由于難以燒結(jié)致密，導(dǎo)致其斷裂韌性偏低。因此，AlON陶瓷材料雖然可以滿足硬度要求，但是難以滿足彎曲強(qiáng)度和韌性要求。當(dāng)受到外部沖擊時(shí)，容易斷裂甚至破碎，嚴(yán)重影響材料的應(yīng)用，給使用者造成損失。另外，由于AlON陶瓷材料的硬度大，制造精密尺寸陶瓷部件時(shí)，對制造技術(shù)要求高，且難以獲得精密尺寸陶瓷部件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，以解決經(jīng)燒結(jié)得到的單一組分的AlON陶瓷材料，往往由于難以燒結(jié)致密，導(dǎo)致的斷裂韌性偏低問題。

第一方面，本發(fā)明所提供的一種層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料，由高溫?zé)釅旱玫剑ㄒ粚覣lON陶瓷層和兩層AlON復(fù)合陶瓷層，所述AlON陶瓷層位于兩層所述AlON復(fù)合陶瓷層之間，所述AlON陶瓷層的厚度為4～6mm，所述AlON復(fù)合陶瓷層的厚度為0.5～2mm；所述AlON陶瓷層的體積密度為3～4g/cm³，所述AlON復(fù)合陶瓷層的體積密度為3～6g/cm³；所述AlON陶瓷層由AlON陶瓷粉體制成，所述AlON復(fù)合陶瓷層由AlON陶瓷粉體、復(fù)合材料粉體、MgO粉體和ZrO₂粉體混合制成；AlON陶瓷粉體的平均粒徑為1～20μm，復(fù)合材料粉體的平均粒徑為20～100nm，MgO粉體的平均粒徑為40～100nm，ZrO₂粉體的平均粒徑為1～50μm；以重量百分比計(jì)，制成所述AlON復(fù)合陶瓷層的原料中，AlON陶瓷粉體為80％～90％，復(fù)合材料粉體為5％～12％，MgO粉體為2％～4％，ZrO₂粉體為1％～4％，其中，復(fù)合材料粉體為鉬粉、鎢粉、Mo₂C粉和WC粉中的一種或幾種。

可選地，以重量百分比計(jì)，制成所述AlON復(fù)合陶瓷層的原料中，AlON陶瓷粉體為85％，MgO粉體為5％，ZrO₂粉體為2％，鉬粉為2％，鎢粉為2％，Mo₂C粉為2％，WC粉為2％。

可選地，以重量百分比計(jì)，制成所述AlON復(fù)合陶瓷層的原料中，AlON陶瓷粉體為85％，復(fù)合材料粉體為8％，MgO粉體為4％，ZrO₂粉體為3％，其中，復(fù)合材料粉體為鉬粉或鎢粉。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種用于制備第一方面所述的層狀氮氧化鋁陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將按比例稱好的AlON陶瓷粉體、復(fù)合材料粉體、MgO粉體和ZrO₂粉體混合，得到混合粉體；