[發(fā)明專利]一種納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷及其制備方法

有效

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• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114591086B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 孫孟勇;楊雙燕;張武;高曉菊;李國斌;尹飛;曲俊峰;童鶴;郭敏;欒承華
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業(yè)第五二研究所煙臺分所有限責任公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/563;C04B35/622
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 申玉娟

1.一種納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷，其特征在于，按照質(zhì)量百分比計，所述復相陶瓷包括：

其中，所述碳化硅粉體與碳化硼粉體的質(zhì)量比為1:4～4:1；

所述碳化硅粉體包括納米碳化硅粉體與微米碳化硅粉體，所述納米碳化硅粉體質(zhì)量為5wt％～20wt％，所述碳化硼粉體包括納米碳化硼粉體與微米碳化硼粉體，所述納米碳化硼粉體質(zhì)量為5wt％～20wt％；

所述納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)一次納米粉體混合：根據(jù)質(zhì)量百分比，將所述納米碳化硅粉體、納米碳化硼粉體、碳粉、納米石墨烯粉體與去離子水、分散劑進行一次球磨混合，得到預漿料；

(2)二次粉體混合：根據(jù)質(zhì)量百分比，向步驟(1)所得預漿料中添加所述氧化鋯粉體、微米碳化硅粉體與微米碳化硼粉體，并添加有機粘結劑，按照設計的球料比、液料比補充混合介質(zhì)后進行二次球磨混合，制得陶瓷漿料；

(3)噴霧造粒：將步驟(2)制得的陶瓷漿料進行噴霧造粒，控制噴霧壓力、進風溫度、出風溫度，制備得到造粒粉；

(4)壓力成型：將步驟(3)得到的造粒粉進行壓力成型制得陶瓷素坯；

(5)預燒結：將步驟(4)得到的陶瓷素坯放入高溫真空/氣氛燒結爐中進行預燒結，然后隨爐冷卻至500℃-900℃；

(6)終燒結：將所述陶瓷素坯由500℃-900℃快速升溫至終燒溫度，保溫一定時間后隨爐冷卻至室溫，得到所述納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷。

2.如權利要求1所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷，其特征在于，所述納米碳化硅粉體與的粒度為50nm～100nm，所述微米碳化硅粉體的粒度為0.5～1.0μm。

3.如權利要求1所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷，其特征在于，所述納米碳化硼粉體的粒度為50nm～100nm，所述微米碳化硼粉體的粒度為0.5～1.0μm。

4.如權利要求1所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷，其特征在于，所述氧化鋯粉體的粒度為0.5μm～0.8μm，所述碳粉的粒度為20nm～100nm。

5.如權利要求1所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷，其特征在于，所述納米石墨烯粉體的純度均≥99％，所述石墨烯為多層石墨烯，所述石墨烯的厚度為30nm～80nm。

6.一種權利要求1-5中任一項所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)一次納米粉體混合：根據(jù)質(zhì)量百分比，將所述納米碳化硅粉體、納米碳化硼粉體、碳粉、納米石墨烯粉體與去離子水、分散劑進行一次球磨混合，得到預漿料；

(2)二次粉體混合：根據(jù)質(zhì)量百分比，向步驟(1)所得預漿料中添加所述氧化鋯粉體、微米碳化硅粉體與微米碳化硼粉體，并添加有機粘結劑，按照設計的球料比、液料比補充混合介質(zhì)后進行二次球磨混合，制得陶瓷漿料；

(3)噴霧造粒：將步驟(2)制得的陶瓷漿料進行噴霧造粒，控制噴霧壓力、進風溫度、出風溫度，制備得到造粒粉；

(4)壓力成型：將步驟(3)得到的造粒粉進行壓力成型制得陶瓷素坯；

(5)預燒結：將步驟(4)得到的陶瓷素坯放入高溫真空/氣氛燒結爐中進行預燒結，然后隨爐冷卻至500℃-900℃；

(6)終燒結：將所述陶瓷素坯由500℃-900℃快速升溫至終燒溫度，保溫一定時間后隨爐冷卻至室溫，得到所述納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷。

7.如權利要求6所述的納米粉體改性碳化硅-碳化硼復相陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述一次球磨混合的時間為6-10h，所述分散劑為聚丙烯酸胺，按照質(zhì)量百分比，所述聚丙烯酸胺的添加量為0.1-0.8％；

步驟(2)中，所述二次球磨混合的時間為10-20h，所述有機粘結劑為水性酚醛樹脂溶液，按照質(zhì)量百分比，所述水性酚醛樹脂溶液的添加量為1-3％。