[發明專利]一種自增韌纖維獨石結構陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201810686037.2
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108794033B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 張永勝;蘇云峰;宋俊杰;樊恒中;胡麗天
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/10;C04B35/565;C04B35/584;C04B35/48;C04B35/64
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 周瑞華

1.一種自增韌纖維獨石結構陶瓷，該陶瓷由按一維定向方式排布的陶瓷纖維胞體和胞體間相對較薄的界面分隔層組成，其特征在于所述界面分隔層和纖維胞體為同種陶瓷材料，且界面分隔層陶瓷的晶粒尺寸大于纖維胞體的晶粒尺寸；

其制備方法，包括以下步驟：

1）陶瓷纖維胞體的制備：將細晶陶瓷粉加入到PVA水溶液中形成陶瓷漿料，然后將混合均勻的陶瓷漿料通過擠制的方法形成陶瓷纖維胞體；所述PVA的聚合度為1750±50；所述PVA水溶液的濃度為2%，漿料固相含量質量分數為50%；

2）界面分隔層的制備：采用與步驟1）相同物相的粗晶陶瓷粉分散在PVA水溶液中，得到界面分隔層漿料，再將陶瓷纖維胞體通過浸蘸的方法在陶瓷纖維胞體表面附著相同物相的界面分隔層；所述陶瓷粉與PVA質量比為99:1；

3）坯體的成型：將干燥后含有界面分隔層的陶瓷纖維胞體在鋼模具中按一維定向排布，然后加壓成型，保壓，脫模后得到自增韌纖維獨石結構陶瓷的坯體；所述加壓的壓力為180 ~ 250 MPa，保壓3 ~ 10 min；

4）排膠與燒結：將所得坯體排膠，采用SPS燒結，冷卻脫模后得到所述自增韌纖維獨石結構陶瓷；所述排膠的條件：500 ℃，1 h；所述燒結的條件：5-10 min，25 ~ 30 Mpa。

2.如權利要求1所述的自增韌纖維獨石結構陶瓷，其特征在于所述纖維胞體和界面分隔層均為Al₂O₃、SiC、Si ₃N₄ 和ZrO₂中的一種。

3.如權利要求1所述的自增韌纖維獨石結構陶瓷，其特征在于所述界面分隔層陶瓷的晶粒尺寸要大于纖維胞體陶瓷晶粒尺寸一個數量級以上。

4.如權利要求1所述的自增韌纖維獨石結構陶瓷，其特征在于所述纖維胞體的直徑為100 ~ 1200 μm，界面分隔層的厚度為10 ~ 50 μm。

5.如權利要求1所述的自增韌纖維獨石結構陶瓷，其特征在于所述步驟2）中陶瓷晶粒尺寸比步驟1）中陶瓷晶粒尺寸大一個數量級以上，且步驟1）陶瓷晶粒尺寸小于500 nm。