专利名称：一种韧性复合陶瓷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷，尤其是一种断韧性达到10Mpa·m1/2的高强韧性复合陶瓷。
背景技术：
随着材料科学技术的迅猛发展，陶瓷材料的应用范围日益扩大，各种人工改性陶瓷体不断产生，在生产实践中陶瓷材料最大的缺点就是其脆性。不仅容易破损，而且体面比难以做得大，因此，开发新型韧性陶瓷，一直是陶瓷材料研究的热门课题。韧性陶瓷的应用领域十分广泛，比如航天航空器的隔热层、机甲车的复合装甲、大体面比的瓷砖、机械零部件等。
目前，韧性陶瓷传统的制备方法主要有两种，一种是采用碳化硼陶瓷基料加TiB2等增韧剂经多次多相烧结而成，其增韧机理是细化晶粒、偏转裂纹。一般断韧性可以达到5.5Mpa·m1/2，如采用纳米级原料制备，断韧性可以达到7.5-8.0Mpa·m1/2。另一种方法是采用高分子碳化合物作为先驱体，加碳化硅化合物经二次烧结，形成具有多层平面化的网状陶瓷纤维结构的碳纤维或碳硅纤维陶瓷，其整体断韧性一般可以达到7.0Mpa·m1/2，但由于此法仅能形成平面状的陶瓷纤维结构，因而，其断韧强度并不高，陶瓷虽不易整体断开，却较易破裂，或产生伤痕。
随着社会经济的进步，在生产实践过程中对陶瓷的韧性提出了更高的要求，因此，开发高强韧性陶瓷材料具有重要的现实意义。
发明内容
为了进一步提高陶瓷材料的韧性，本发明提供一种新型的韧性陶瓷制备方法，以对三甲基环硼氮烷单体为先驱体，加SiC微粉和烧结助剂，在氮气气氛以及加压条件下，经一次烧结而成，本发明的增韧机理同一般先驱体法制备韧性陶瓷的机理类似，即通过对先驱体单体的热解，使其形成具有纤维状的陶瓷复合材料。所不同的是传统的先驱体热解方法只能形成平面的网状结构，而本发明则利用环硼氮烷中的三个对位甲基，在高温下与SiC微粉反应，形成稳定牢固的立体的交联结构，并利用SiC的细化晶粒形成更致密的晶体结构的机理，进一步增韧，从而形成Si-C-B-N-M结构的复合陶瓷基体。
下面结合实施例进一步说明以对位三甲基环硼氮烷(单体)、SiC微粉和烧结助剂(AlN或者Y2O3)，按10∶0.5∶0.1的比例配制，经液固二相充分混合均匀后注入装有石墨垫片的钢模具，通以氮气，并缓慢加压达到35Kpa，同时以30℃/h的速度加温到400℃，使混合物进行交联反应，待72小时后迅速加温到1500℃，压力调整为常压，进行热解烧结5小时。然后退火，待其自然冷却后，即可得到本发明物质。
以上述方法来制备陶瓷瓷砖，产品的体面比可以达到0.005，经过断韧实验，其断韧性达到10Mpa·m1/2以上。经晶相分析，其形成的是Si-C-B-N-M复合陶瓷体，其中M为金属离子，和所加入的烧结助剂的金属离子相对应。
权利要求
1.一种韧性复合陶瓷，其特征是采用对三甲基环硼氮烷为先驱体。
2.一种韧性复合陶瓷，其特征是将对三甲基环硼氮烷(单体)、SiC微粉和烧结助剂，混合比为10∶0.5∶0.1，经液固二相充分混合后注模，在氮气气氛下加压烧结而成。
3.一种韧性复合陶瓷，其特征是具有Si-C-B-N-M立体交联陶瓷纤维结构。
4.根据权利要求1、2、3所描述之陶瓷体，其特征是具有高强韧性，断韧性可以达到10Mpa·m1/2以上。
全文摘要
一种具有高强韧性的陶瓷，采用对三甲基环硼氮烷单体为先驱体，加SiC微粉和烧结助剂，在氮气气氛以及加压条件下，经一次烧结而成。本发明的陶瓷晶体结构属于Si－C－B－N－M复合陶瓷体，其中M族系金属系，与所加入的烧结助剂中的金属离子相对应。本发明的陶瓷材料具有交联状的立体陶瓷纤维结构，经实验其断韧性可以达到10MPa·m
文档编号C04B35/58GK1657495SQ20041001644
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者詹树雄, 詹明光 申请人:上海福祥陶瓷有限公司