[發明專利]一種復合陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810740316.2
• 申請日: 2018-07-07
• 公開（公告）號: CN108727006A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 鄧佩雯
• 申請（專利權）人: 河源市極致知管信息科技有限公司
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/18;C04B35/622;C04B35/63;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所(普通合伙) 44227
• 代理人: 黃鴻

本發明屬于陶瓷材料技術領域，具體涉及一種復合陶瓷材料及其制備方法。本發明采用鈉長石、紅陶土、石英砂作為復合陶瓷材料的基體部分，通過水浴結合聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、石蠟、六偏磷酸鈉、三氧化二鉈等有機和無機物料，特別是聚四氟乙烯、紅陶土、石蠟和三氧化二鉈的加入，使得本發明制備得到的復合陶瓷材料具備較強的抗彎強度、更高的硬度和較好的耐火特性以及較低的介電常數。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，具體涉及一種基復合陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷是以天然粘土以及各種天然礦物為主要原料經過粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料的各種制品。以前人們把用陶土制作成的在專門的窯爐中高溫燒制的物品稱作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的總稱。陶瓷的傳統概念是指所有以粘土等無機非金屬礦物為原料的人工工業產品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經混煉，成形，煅燒而制成的各種制品。由最粗糙的土器到最精細的精陶和瓷器都屬于它的范圍。陶瓷按用途可分為日用陶瓷、藝術陶瓷、工業陶瓷等，其中，工業陶瓷又分為建筑衛生陶瓷、化工陶瓷、電瓷、特種陶瓷等，其中特種陶瓷制品主要用于各種現代工業和尖端科學技術，例如，航天航空、核工業、新能源、國防軍工等領域，而且在各領域都急需大量的新材料，特種陶瓷由于具有優良的耐熱性能、介電性能、耐磨性能、隔熱性能、壓電性能、透光性能收到各國的廣泛重視。

如超高溫陶瓷復合材料主要包括一些過渡金屬族金屬的難熔硼化物、碳化物和氮化物，如ZrB₂，ZrC，HfN等，他們的熔點均在3000℃以上。在這些超高溫陶瓷中，ZrB₂和HfB₂基超高溫陶瓷復合材料具有較高的熱導率、適中的熱膨脹系數和良好的抗氧化燒蝕性能，可以在2000℃以上的氧化環境中實現長時間非燒蝕，是一種非常有前途的非燒蝕型超高溫防熱材料，可應用于載人飛行器、大氣層內高超聲速飛行器的鼻錐、前緣以及發動機燃燒室內關鍵熱端部件，對提升高速飛行器氣動性能、控制能力、飛行效率等方面將具有巨大貢獻。

作為高溫結構材料用的陶瓷復合材料，主要用于宇航，軍工等部門。此外，在機械、化工、電子技術等領域也廣泛采用各種陶瓷復合材料。復合陶瓷材料有高鋁氧質瓷、鎂石質瓷、鋅鎂石質瓷、鋯英石質瓷、鋰質瓷、磁性瓷、金屬陶瓷等多種類。復合陶瓷通常具有不同材料相互取長補短的良好綜合性能。復合陶瓷材料兼有兩種或兩種以上材料的特點，能改善單一陶瓷材料的性能，如提高強度、增加韌性和改善介電性能等。陶瓷具有耐高溫、高強度和剛度、相對重量較輕、抗腐蝕等優異性能，而其致命弱點是具有脆性，處于應力狀態時產生裂紋，甚至斷裂導致材料失效，而采用有機聚合物材料與陶瓷基體復合，則是提高陶瓷韌性的一個有效的辦法。有機纖維能阻止裂紋的擴散，從而得到優良韌性的纖維增強復合陶瓷材料。復合陶瓷材料具有優異的耐高溫性能，主要用作耐高溫劑耐磨制品，其最高使用溫度主要取決于其結構特征，由于復合陶瓷材料的優異性能，應用范圍也越來越廣，越來越受到人們的喜愛。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合陶瓷材料及其制備方法，通過在復合陶瓷材料制備過程中加入聚四氟乙烯、紅陶土、石蠟和三氧化二鉈，使得本發明制備的復合陶瓷材料具備較強的抗彎強度、更高的硬度和較好的耐火特性以及較小的介電常數。

本發明的技術方案為：

一種復合陶瓷材料，由以下組分構成：鈉長石、紅陶土、石英砂、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、增塑劑、石蠟、海藻酸鈉、六偏磷酸鈉、二苯胺、三氧化二鉈。

優選地，上述各組分重量比例為：鈉長石25-30重量份、紅陶土20-25重量份、石英砂25-30重量份、聚乙烯2-5重量份、聚丙烯2-5重量份、聚四氟乙烯2-5重量份、增塑劑0.1-0.2重量份、石蠟1-3重量份、海藻酸鈉1-2重量份、六偏磷酸鈉0.2-0.5重量份、二苯胺0.1-0.3重量份、三氧化二鉈1-3重量份。

上述復合陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鈉長石、紅陶土和石英砂分別球磨后混合；