[發(fā)明專利]一種耐磨特種陶瓷的制備方法及其產(chǎn)品有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010719787.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-07-24 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111875382B | 公開（公告）日： | 2022-05-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳能住 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 冷水江市匯鑫電子陶瓷有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C04B35/56 | 分類號(hào)： | C04B35/56;C04B35/622;C04B35/63;C04B35/634 |
| 代理公司： | 長(zhǎng)沙大珂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43236 | 代理人： | 王瓊琦 |
| 地址： | 417500 湖南省婁底市冷水*** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 耐磨 特種 陶瓷 制備 方法 及其 產(chǎn)品 | ||
本發(fā)明公開了一種耐磨特種陶瓷的制備方法及其產(chǎn)品。該陶瓷是通過(guò)按照原料配比進(jìn)行混合，球磨，干燥，壓制成型，燒結(jié)得到W和Nb共摻雜Ti3SiC2陶瓷材料，通過(guò)W和Nb的摻雜能夠顯著提高Ti3SiC2的硬度和抗彎強(qiáng)度，降低磨損率，使其具有硬度Hv為13.2～14.3GPa，抗彎強(qiáng)度為430～450MPa，磨損率為8.1×10?5～8.5×10?5，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異，是用于制備汽車剎車盤的理想材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于陶瓷制備領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨特種陶瓷的制備方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)
陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、重量輕等很多優(yōu)點(diǎn)，在能源、冶金、航天航空、石油化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但是，陶瓷材料本身脆性大，對(duì)缺陷十分敏感，導(dǎo)致使用可靠性和可重復(fù)性差，限制了其應(yīng)用。
剎車盤作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)中主要磨損部件，需求量也非常大。剎車盤作為汽車盤剎的一個(gè)制動(dòng)元件，其性能的優(yōu)劣(耐磨性、導(dǎo)熱性等等)決定了汽車剎車效果的好壞。
而Ti3SiC2是一種兼有金屬和陶瓷優(yōu)良性能的三元層狀化合物，首先擁有陶瓷材料的高屈服強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、高彈性模量、高熱穩(wěn)定性和良好的抗氧化性能；其次，和金屬一樣在常溫下，有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、較低的vichers硬度，可以像金屬和石墨一樣直接進(jìn)行機(jī)械加工，能在沒(méi)有潤(rùn)滑和冷卻的條件下使用高速鋼刀具加工。因而，Ti3SiC2的開發(fā)受到了材料人員的廣泛關(guān)注。
但是在實(shí)際的應(yīng)用中，由于Ti3SiC2的摩擦系數(shù)較高，而且由于晶粒的斷裂和拔出，使得其具有較高的磨損率，而且其硬度和抗彎強(qiáng)度也并不滿足實(shí)際的需求。通常來(lái)說(shuō)，在材料基體中添加潤(rùn)滑相或硬質(zhì)相可以改善材料的摩擦磨損性能和力學(xué)性能。文懷興等研究了Mo摻雜對(duì)Ti3SiC2陶瓷性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)在適宜的Mo摻雜量下能夠顯著提高其硬度和抗彎強(qiáng)度，且能夠顯著降低其磨損率。但是上述研究對(duì)Ti3SiC2陶瓷性能的提升并不是很理想，如何更好的提高Ti3SiC2陶瓷硬度的同時(shí)提高其抗彎強(qiáng)度，降低磨損率，仍是目前急需解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種耐磨特種陶瓷的制備方法及其產(chǎn)品，其致密性好，具有較高的硬度和抗彎強(qiáng)度，較低的磨損率，即具體的硬度Hv為13.2～14.3GPa，抗彎強(qiáng)度為430～450MPa，磨損率為8.1×10-5～8.5×10-5。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種耐磨特種陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
(1)將純度大于99.5％的TiC粉、W粉、Nb粉、Ti粉和Si粉按照摩爾比為2：x：y：1-x-y：1.2稱取，其中x＝0.15～0.35；y＝0.15～0.35，然后將稱取的原料放入球磨罐中進(jìn)行球磨，其中，球磨介質(zhì)為無(wú)水乙醇；
(2)球磨結(jié)束后，將得到的混合物料進(jìn)行干燥，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的聚乙烯醇(PVA)水溶液造粒，將造粒的粉體通過(guò)壓片機(jī)預(yù)成型后再經(jīng)20MPa～30MPa下壓制成胚體，將所得的胚體在馬弗爐中在500～700℃下排膠2～4h，然后于1500～1600℃下燒結(jié)2～6h，隨爐冷卻至室溫得到陶瓷。
優(yōu)選的，在步驟(1)中，所述球磨時(shí)間為3～5h，轉(zhuǎn)速為180～240r/min。
優(yōu)選的，在步驟(2)中，所述干燥是在80～100℃下干燥4～6h。
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