[發明專利]一種含碳納米管的陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911397477.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN110963813A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 朱洪飛;楊勁光;趙琦
• 申請（專利權）人: 華碳研發（深圳）有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/14
• 代理公司: 佛山幫專知識產權代理事務所(普通合伙) 44387
• 代理人: 喻振興

本發明涉及陶瓷材料制備技術領域，具體公開了一種含碳納米管的陶瓷材料及其制備方法。所述的含碳納米管的陶瓷材料的制備方法，其包含如下步驟：(1)將碳納米管分散于研磨溶劑中，然后放入研磨設備中進行研磨得碳納米管漿料；取出后過濾干燥得研磨處理過的碳納米管；(2)將1～5g研磨處理過的碳納米管與100～200g陶瓷粉體以及100～200g水混合后進行球磨12～24h得混合漿料；(3)將混合漿料注入模具中，在70～80℃下處理30～50min后脫模得濕坯；(4)將濕坯在70～80℃下干燥12～24h后放入燒結爐中進行燒結，燒結完畢后得所述的含碳納米管的陶瓷材料。由該方法制備得到的含碳納米管的陶瓷材料具有優異的抗彎強度。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料制備技術領域，具體涉及一種含碳納米管的陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷材料是指用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的無機非金屬材料；其具有高硬度、高熔點、高耐磨性、耐氧化等特點，因而得到了廣泛的應用。雖然陶瓷材料具有高硬度以及高耐磨性，但其抗彎強度較小，導致韌性低，容易斷裂。

為了提高陶瓷材料的抗彎強度，現有技術一般通過在陶瓷材料中添加碳納米管來實現；然而，在添加碳納米管來提高陶瓷材料的抗彎強度的過程中，碳納米管在陶瓷材料中的分散問題是一直以來存在的問題；碳納米管在陶瓷材料中分散不均，一方面會造成陶瓷材料的抗彎強度不能得到有效的提高，另一方面會增加碳納米管的用量，增加制備成本。

為了解決碳納米管的分散問題，現有技術通常通過加入分散劑或通過對碳納米管進行表面改性來解決該問題。但上述兩種均存在增加制備工藝步驟，以及分散效果提升不明顯的問題；并不是解決碳納米管在陶瓷材料中分散問題的最佳手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種含碳納米管的陶瓷材料的制備方法。所述制備方法中碳納米管的處理方法簡單，且能夠充分分散在陶瓷材料中，一方面可以能減少碳納米管的用量，另一方面還可以進一步提高陶瓷材料的抗彎強度。

本發明所要解決的上述技術問題，通過以下技術方案予以實現：

一種含碳納米管的陶瓷材料的制備方法，其包含如下步驟：

(1)將碳納米管分散于研磨溶劑中，然后放入研磨設備中進行研磨得碳納米管漿料；取出后過濾干燥得研磨處理過的碳納米管；

(2)將1～5g研磨處理過的碳納米管與100～200g陶瓷粉體以及100～200g水混合后進行球磨12～24h得混合漿料；

(3)將混合漿料注入模具中，在70～80℃下處理30～50min后脫模得濕坯；

(4)將濕坯在70～80℃下干燥12～24h后放入燒結爐中進行燒結，燒結完畢后得所述的含碳納米管的陶瓷材料。

優選地，步驟(1)中所述的研磨溶劑由石腦油、二縮三丙二醇以及N-甲基吡咯烷酮組成。

進一步優選地，步驟(1)中所述的研磨溶劑由體積比為5～10：1～3：1的石腦油、二縮三丙二醇以及N-甲基吡咯烷酮組成。

最優選地，步驟(1)中所述的研磨溶劑由體積比為7：2：1的石腦油、二縮三丙二醇以及N-甲基吡咯烷酮組成。

優選地，步驟(2)中將1～3g研磨處理過的碳納米管與150～200g陶瓷粉體以及150～200g水進行球磨16～24h得混合漿料。

最優選地，步驟(2)中將1.5g研磨處理過的碳納米管與150g陶瓷粉體以及150g水進行球磨16h得混合漿料。

優選地，步驟(2)中所述的陶瓷粉體為二氧化硅粉體。

優選地，步驟(3)中將混合漿料注入模具中，在75℃下處理40min后脫模得濕坯。