[發明專利]一種高強度耐腐蝕金屬陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 201810797595.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108823445A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 裘友玖;蔣夢成;陳帥
• 申請（專利權）人: 佛山陵朝新材料有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C29/00;C22C30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高強度耐腐蝕金屬陶瓷的制備方法，屬于金屬陶瓷材料制備技術領域。本發明首先將二氧化鈦作為原料制得混合粉末，將碳粉與硼煅燒成粉末產物，再將混合粉末、煅燒粉末產物與正硅酸乙酯混合反應生成反應固體粉末，最后將反應固體粉末、氧化鋁、硼酸鋁、氧化鋇以及其它原料混合進行高溫煅燒制得高強度耐高溫金屬陶瓷，碳化鈦與二硼化鈦具有良好的耐腐蝕性，經過二氧化硅包覆后，碳化鈦與二硼化鈦具有更好的化學鍵合力吸附，碳化硅、二硼化鈦與二氧化硅之間形成共價鍵、化學鍵合力吸附，使碳化鈦與二硼化鈦納米級顆粒之間形成更加牢固的吸附與結合，使金屬陶瓷的力學性能有效提高，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高強度耐腐蝕金屬陶瓷的制備方法，屬于金屬陶瓷材料制備技術領域。

背景技術

金屬陶瓷，是一種由金屬或合金同一種或幾種陶瓷相所組成的非均質的復合材料。金屬陶瓷作為新型的陶瓷材料，兼有金屬和陶瓷的優點，密度小，耐磨，具有較好的韌性、抗彎性、耐腐蝕性和抗氧化性能等，且不會因為驟冷或驟熱而脆裂，能夠在高溫高速的環境下工作，是一類非常重要的工具材料和結構材料。金屬陶瓷廣泛地應用于火箭、導彈、超音速飛機的外殼、燃燒室的火焰噴口等處。

根據金屬陶瓷中主要非金屬相的種類，金屬陶瓷可分為五種類型：氧化物基、碳化物基、碳氮化物基、硼化物基和含有石墨或金剛石狀碳的金屬陶瓷。迄今，能保證材料高機械性能的最好的結構組合和原子間相互作用的最典型的示例，是WC-Co基金屬陶瓷。

金屬陶瓷的硬度和抗彎強度是考察金屬陶瓷材料性能的兩個重要參數。現有技術中的金屬陶瓷材料往往存在硬度和抗彎強度較低、耐磨性能較差、耐腐蝕強度弱、自潤滑性能不佳等缺陷，影響了使用效果，而且依然存在制備方法復雜、制備成本較高的缺點。此外金屬陶瓷材料的導熱性能也非常重要，具有較好的導熱性能的金屬陶瓷材料的用途會更加廣闊。

因此，提供一種力學性能優良、耐磨性能較好、耐腐蝕強度高、自潤滑性能優異的金屬陶瓷材料，已成為材料研究領域中一個非常重要的研究課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對目前金屬陶瓷力學性能差，導致金屬陶瓷耐磨性差、硬度低，同時金屬陶瓷耐腐蝕性能不足的缺陷，提供了一種高強度耐腐蝕金屬陶瓷的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種高強度耐腐蝕金屬陶瓷的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將二氧化鈦和木炭按質量比1：2投入球磨罐內研磨，得到研磨產物，將研磨產物投入坩堝中，將坩堝放入高頻感應加熱設備中，在氬氣氛圍下，升高高頻感應設備電流，在恒定電流條件下反應，反應后放入研磨機中研磨，過50目篩制得反應產物；

（2）將反應產物與鐵粉按質量比1:3混合得到混合物，將混合物與氧化鋯研磨珠按質量比10:1混合投入行星球磨機中混合球磨，球磨后加入混合物質量3～5%的硬脂酸鋅，繼續混合球磨，制得混合粉末，備用；

（3）按重量份數計，將3～5份碳粉、2～4份金屬鈦粉和6～10份單質硼粉混合投入研磨機中研磨混合，混合后投入高溫窯爐中，升溫進行高溫煅燒，制得煅燒粉末產物；

（4）按重量份數計，稱取3～5份備用的混合粉末、3～5份煅燒粉末產物、8～10份正硅酸乙酯與24～28份丙酮投入燒杯中，用攪拌器混合攪拌制得反應分散液，向燒杯中滴加反應分散液質量5～10%的氨水，反應靜置后，過濾得到濾渣，用蒸餾水洗滌濾渣4～8次后放入烘箱中烘干制得反應固體粉末；

（5）按重量份數計，將30～33份反應固體粉末、2～4份氧化鋁、0.5～0.8份硼酸鋁、1.0～1.4份氧化鋇、2.0～2.6份碳酸鋇和1.5～1.8份無水碳酸鈉混合投入研磨機中研磨5～7h，得到研磨產物，將研磨產物放入馬弗爐中煅燒制得高強度耐腐蝕金屬陶瓷。