一种高强度复合金属陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:11146582阅读:920来源:国知局
本发明涉及一种复合金属陶瓷,具体是一种高强度复合金属陶瓷及其制备方法。
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:陶瓷按用途可以分为日用陶瓷、艺术陶瓷、工业陶瓷等。其中,工业陶瓷又分为建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷、特种陶瓷等。其中,特种陶瓷制品主要用于各种现代工业和尖端科学技术,例如航天航空、核工业、新能源、国防军工等领域,而且在各领域都急需大量的新材料,特种陶瓷由于具有优良的耐热性能,介电性能,耐磨性能,隔热性能,压电性能,透光性能受到各国的广泛重视。特种陶瓷材料有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等多种类型。金属陶瓷是一种复合材料,由金属和陶瓷原料制成,兼有金属和陶瓷的某些优点,如前者具有较好的韧性和抗弯性,后者具有较好的耐高温、高强度和抗氧化性能等。现有的金属陶瓷仍然具有生产工艺复杂、生产成本高、产品强度低的缺点。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种高强度复合金属陶瓷及其制备方法,以解决上述
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中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高强度复合金属陶瓷,由以下重量份数的组分组成:氧化铁20-25份、二氧化硅15-20份、二氧化钛5-10份、氧化铝10-15份、硅化钨5-8份、钛2-5份、三氧化二铊2-5份、氧化锝2-5份。作为本发明进一步的方案:由以下重量份数的组分组成:22份氧化铁、18份二氧化硅、7份二氧化钛、13份氧化铝、7份硅化钨、6份钛、3份三氧化二铊、3份氧化锝。一种高强度复合金属陶瓷的制备方法,具体步骤为:(1)将各材料分别进行球磨;(2)将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1-2h,烧蚀温度600-700℃;(3)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80-100目筛,然后放入球磨机中,1200-1500rpm高速球磨1-1.5h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;(4)将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀0.5-1h,烧蚀温度600-800℃;(5)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90-120目筛,然后放入球磨机中,加入氧化锝,2000-2500rpm高速球磨1-2h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;(6)将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,4500-6000rpm高速球磨0.5-1h,得复合超细粉;(7)将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温2500-3000℃预烧1-2h,然后在3200-3500℃下烧结3-4h,之后在3600-4200℃下烧结2-3h,即得成品。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(2)将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1.2h,烧蚀温度650℃。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(3)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90目筛,然后放入球磨机中,1400rpm高速球磨1.3h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(4)将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀0.8h,烧蚀温度700℃。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(5)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过100目筛,然后放入球磨机中,加入氧化锝,2200rpm高速球磨1.2h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(6)将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,5000rpm高速球磨0.6h,得复合超细粉。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(7)将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温2800℃预烧1.5h,然后在3200℃下烧结3.5h,之后在3800℃下烧结2.5h,即得成品与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的高强度复合金属陶瓷原料易得,生产工艺简单,降低了成产成本;而且具有高温耐热温度高、抗弯强度高、硬度较高的优点,产品性能好,可以较好的应用于发动机等领域。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1称取氧化铁20份、二氧化硅15份、二氧化钛5份、氧化铝10份、硅化钨5份、钛2份、三氧化二铊2份、氧化锝2份,备用;将各材料分别进行球磨;将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1h,烧蚀温度600℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,1200rpm高速球磨1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀0.5h,烧蚀温度600℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90目筛,然后放入球磨机中,加入氧化锝,2000rpm高速球磨1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,4500rpm高速球磨0.5h,得复合超细粉;将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温2500℃预烧1h,然后在3200℃下烧结3h,之后在3600℃下烧结2h,即得成品。实施例2称取氧化铁25份、二氧化硅20份、二氧化钛10份、氧化铝15份、硅化钨8份、钛5份、三氧化二铊5份、氧化锝5份,备用;将各材料分别进行球磨;将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀2h,烧蚀温度700℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过100目筛,然后放入球磨机中,1500rpm高速球磨1.5h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀1h,烧蚀温度800℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过120目筛,然后放入球磨机中,加入氧化锝,2500rpm高速球磨2h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,6000rpm高速球磨1h,得复合超细粉;将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温3000℃预烧2h,然后在3500℃下烧结4h,之后在4200℃下烧结3h,即得成品。实施例3称取22份氧化铁、18份二氧化硅、7份二氧化钛、13份氧化铝、7份硅化钨、6份钛、3份三氧化二铊、3份氧化锝,备用;将各材料分别进行球磨;将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1.2h,烧蚀温度650℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90目筛,然后放入球磨机中,1400rpm高速球磨1.3h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀0.8h,烧蚀温度700℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过100目筛,然后放入球磨机中,加入氧化锝,2200rpm高速球磨1.2h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,5000rpm高速球磨0.6h,得复合超细粉;将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温2800℃预烧1.5h,然后在3200℃下烧结3.5h,之后在3800℃下烧结2.5h,即得成品。对比例称取22份氧化铁、18份二氧化硅、7份二氧化钛、13份氧化铝、7份硅化钨、6份钛、3份三氧化二铊,备用;将各材料分别进行球磨;将氧化铁、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1.2h,烧蚀温度650℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90目筛,然后放入球磨机中,1400rpm高速球磨1.3h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硅化钨、钛、三氧化二铊放入煅烧炉中,烧蚀0.8h,烧蚀温度700℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过100目筛,然后放入球磨机中,2200rpm高速球磨1.2h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,5000rpm高速球磨0.6h,得复合超细粉;将复合超细粉放入高温烧结炉内,先在高温2800℃预烧1.5h,然后在3200℃下烧结3.5h,之后在3800℃下烧结2.5h,即得成品。对实施例1-3和对比例进行性能测试,性能测试结果如下表:项目高温耐热温度/℃硬度抗弯强度/MPa实施例12880102503实施例2245093512实施例33020105523对比例102090201其中,实施例1-3中添加了氧化锝,对比例中未添加氧化锝。从上表可以看出,添加氧化锝后,该复合金属陶瓷的高温耐热温度和抗弯强度都显著的增加。本发明的高强度复合金属陶瓷原料易得,生产工艺简单,降低了成产成本;而且具有高温耐热温度高、抗弯强度高、硬度较高的优点,产品性能好,可以较好的应用于发动机等领域。上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。当前第1页1 2 3 
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