[發(fā)明專利]碳化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810129850.X
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108300885A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭偉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C1/10;C22C21/00;C22C32/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香

本發(fā)明涉及一種碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：獲取網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架，對其進行預(yù)氧化處理；于預(yù)氧化處理后的所述網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架的孔隙中填充合金粉；將所述混合物置于氮氣氛圍下燒結(jié)，得網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷/鋁基復(fù)合材料。上述碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法，對設(shè)備的要求低，制備周期短，成本小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料，特別是涉及碳化硅陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，陶瓷復(fù)合材料發(fā)展迅速，其中，網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)陶瓷/金屬復(fù)合材料具有非常好的應(yīng)用前景。目前，網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷/鋁基復(fù)合材料的制備方法主要有無壓浸滲、真空-負壓浸滲和擠壓浸滲。無壓浸滲中，浸滲壓力小，需要通過增加硅含量來改善金屬流動性，導(dǎo)致制備周期長，網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷和金屬鋁界面反應(yīng)嚴重，復(fù)合材料性能較差；真空-壓力浸滲是在真空環(huán)境下通過壓力將高硅含量的熔融金屬鋁壓入網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷內(nèi)得到網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷/鋁基復(fù)合材料，由于需要提供真空-壓力環(huán)境，所以對浸滲設(shè)備要求較高，工藝復(fù)雜，模具尺寸有限，另外鋁合金內(nèi)硅含量較高，制備得到的復(fù)合材料尺寸有限，復(fù)合材料性能較差，生產(chǎn)成本較高；擠壓浸滲也是在真空環(huán)境和特殊模具內(nèi)，將熔融金屬鋁壓入網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅陶瓷內(nèi)，對浸滲設(shè)備要求較高，模具尺寸有限，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)的周期較長，成本較高，且鋁合金內(nèi)硅含量較高，制備得到的復(fù)合材料尺寸有限，復(fù)合材料性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種碳化硅復(fù)合陶瓷材料及其制備方法。

本發(fā)明的一個目的是提供一種碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

獲取網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架，對其進行預(yù)氧化處理；

于預(yù)氧化處理后的所述網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架的孔隙中填充合金粉，得混合物；

將所述混合物置于氮氣氛圍下燒結(jié)，得碳化硅陶瓷復(fù)合材料。

在其中一個實施例中，所述合金粉中，包括以下重量百分比的組分：

鋁75％-90％、鎂5％-15％、硅2％-10％。

在其中一個實施例中，所述合金粉的與所述網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架的重量比為(70-90)：(10-30)。

在其中一個實施例中，所述合金粉的顆粒粒徑為200目-300目。

在其中一個實施例中，所述燒結(jié)的工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度800℃-1200℃。

在其中一個實施例中，所述燒結(jié)的工藝參數(shù)為：保溫時間為30min-120min。

在其中一個實施例中，所述預(yù)氧化的工藝參數(shù)為：溫度800℃-1000℃。

在其中一個實施例中，所述預(yù)氧化的工藝參數(shù)為：時間為60-180min。

在其中一個實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架的孔徑為10PPI-40PPI。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種由上述制備方法制得的碳化硅陶瓷復(fù)合材料。

與現(xiàn)有方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

上述碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法，以網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅骨架為原料，將粉末狀的合金粉填充到骨架孔隙內(nèi)部，加快反應(yīng)進程。燒結(jié)時，氮氣與鋁反應(yīng)生成氮鋁化合物，使反應(yīng)體系中產(chǎn)生負壓，利于合金粉快速浸滲到網(wǎng)絡(luò)互穿碳化硅內(nèi)部，縮短制備周期。

(1)本發(fā)明的制備方法無需在真空環(huán)境下進行，對設(shè)備的要求低，成本小。