一种金属复合陶瓷板的制备方法与流程

本发明属于陶瓷领域，具体的说是一种金属复合陶瓷板的制备方法。

背景技术：

现代科学技术正在不断大力发展，社会经济也随之蓬勃发展，对材料的性能要求也愈来愈高，现有的单一材料即使具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀和高耐温等特性，已经远远不能满足现代社会各大行业的使用要求。大多数耐磨件的磨损失效通常发生在耐磨工作面一定的厚度或某些特定的部位，不仅要求磨损工作面具有较高硬度，同时要求整个耐磨件具有较高的韧性，能够抗冲击，不断裂。传统金属材料，如铬系白口铸铁、奥氏体耐磨锰钢等制造的耐磨件难以同时满足上述要求；陶瓷材料具有硬度高耐高温特性，但一般韧性较差，在使用过程中容易引起开裂而失效，使得其使用寿命缩短，不仅影响生产效率，而且还提高了生产成本。如今采用各种方法制备一种既具有金属材料的塑性、韧性和可加工性能，又具有陶瓷材料的高硬度和耐高温性的金属复合陶瓷材料。有人采用铸渗法将高硬度的陶瓷颗粒局部复合在零件的工作表面，通过在氧化铝颗粒中加入耐热钢颗粒的方法与负压铸渗技术，获得氧化铝颗粒／耐热钢基复合材料；也有人根据基体金属和陶瓷的种类将陶瓷颗粒中间铺设金属或非金属丝网制备一种具有一种良好性能的金属基陶瓷复合材料；还有采用将硬质陶瓷颗粒填充入金属壳体内连同金属壳体一起制成多孔状硬质陶瓷颗粒预制体，制备一种陶瓷材料具有良好的耐磨性和韧性。因此，需要通过将金属材料和陶瓷材料进行复合，制备一种具有良好的耐磨性和韧性、抗热震性等性能的金属复合陶瓷板。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题提供了一种金属复合陶瓷板的制备方法，通过在金属复合陶瓷板中金属与陶瓷以及金属与金属的作用将金属与复合陶瓷板充分地结合起来成为一体，提高金属复合陶瓷板的耐磨性和韧性，延长其使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种金属复合陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料氮化硅65-90份、碳化硼0.1-1.5份、氧化铝5-30份、碳纤维0.2-0.5份和氧化钇2-3份放入球磨机混合均匀，研磨时间为18-30h，然后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔，其中两对立侧面设有多个通道，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板，备用；

步骤二：取两种金属粉末按其重量比为1:1-1:2放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过筛后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的两种金属粉末，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过筛后得到研磨后的两种金属粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的两种金属粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却至常温脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的氮化硅粒径为0.020-1μm，碳化硼粒径为40-300nm，氧化铝粒径为为20-600nm，碳纤维平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm，氧化钇粒径为40-300nm。

进一步的，所述的步骤一中复合陶瓷板坯体的烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通孔模具将复合陶瓷板的上下面通孔覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通孔模具，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通道模具将复合陶瓷板的侧面通道覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通道模具，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，同时将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的金属粉末包括氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化铈中的任意一种或多种。

进一步的，所述的氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化铈为纳米颗粒。

本发明具有的有益效果如下所示：

1.本发明中，复合陶瓷板属于氮化硅陶瓷，机械强度高，硬度接近于刚玉，有自润滑性，耐磨；热稳定性好，热膨胀系数小，有良好的导热性能，因此抗热震性较好；热稳定性好，热膨胀系数小；这为制备金属复合陶瓷板打下基础；复合陶瓷板原料的球磨，使其粒径减小，最终达到复合陶瓷板原料均匀混合，在球磨过程中，复合陶瓷板原料在球磨罐内高速翻腾，机械能转化为物料的弹性和塑性变形、形成新表面以及热量的产生，并且使复合陶瓷板原料剪切变形、积聚、断裂，从而形成较大活性的新表面，以得到最佳的细化粉末，这一过程还为后续烧结提供优越的前提条件，因为球磨所产生的大量的晶界能和位错，不仅能大大提高锻烧后材料的性能，还能降低其烧结温度；纳米颗粒的碳化硼、碳纤维、氧化铝和氧化钇的加入以及不仅增加了复合陶瓷板的耐磨性，还增加了其与金属的润湿性，从而增加界面结合强度，提高复合陶瓷板的整体性能；

2.本发明中，复合陶瓷板的上下面间设有若干个通孔，其中两对立侧面设有多个通道，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口，金属合金及其单独金属通过通孔、通孔交替排列在金属复合陶瓷板中，金属合金及其单独金属与复合陶瓷板中al-si作用提高金属复合陶瓷板的耐磨性；而且还通过孔口将金属合金分别与其两侧的单独金属相互作用使其耐磨性更强；

3.本发明中将球磨过筛后得到研磨后的两种金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，且在石英底板上形成金属混合粉层，复合陶瓷板的上下面通过在其层上摩擦2-4h，在摩擦的过程中，金属混合粉得到充分扩散，且随着摩擦的进行，金属混合粉与复合陶瓷板上下面相互作用提高复合陶瓷板的耐磨性能；步骤五中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，先在温度400-900℃的条件下预加热20-30min，有利于金属合金及其单独金属与复合陶瓷板的湿润性，尤其是钛、铝、镁、铁、铈的金属粉末与复合陶瓷板的湿润性；步骤六中两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中后，或将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具后，通过在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，不仅让金属合金及其单独金属与复合陶瓷板充分相互作用，还使金属合金的两侧分别与其单独金属作用，使其成为一整体，提高金属复合陶瓷板的耐磨性。

附图说明

图1是本发明金属复合陶瓷板的结构示意图；

图2是本发明金属复合陶瓷板的通孔和通道的结构示意图；

1-复合陶瓷板，101-通孔，102-通道，103-孔口，2-金属液ⅰ，3-金属液ⅱ，4-金属混合液。

具体实施方式

一种金属复合陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料氮化硅65-90份、碳化硼0.1-1.5份、氧化铝5-30份、碳纤维0.2-0.5份和氧化钇2-3份放入球磨机混合均匀，研磨时间为18-30h，然后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔，其中两对立侧面设有多个通道，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板，备用；

步骤二：取两种金属粉末按其重量比为1:1-1:2放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过筛后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的两种金属粉末，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过筛后得到研磨后的两种金属粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的两种金属粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却至常温脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的氮化硅粒径为0.020-1μm，碳化硼粒径为40-300nm，氧化铝粒径为为20-600nm，碳纤维平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm，氧化钇粒径为40-300nm。

进一步的，所述的步骤一中复合陶瓷板坯体的烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通孔模具将复合陶瓷板的上下面通孔覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通孔模具，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通道模具将复合陶瓷板的侧面通道覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通道模具，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的步骤五中将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，同时将步骤四熔炼好的两种金属液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的金属粉末包括氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化铈中的任意一种或多种。

进一步的，所述的氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化铈为纳米颗粒。

上述所述的金属复合陶瓷板具有气孔率为30-40％，气孔密度为1.5-2.0g/cm³，气孔为0.04-0.1mm；所述的金属混合液可以是稀土粉末和非稀土粉末熔炼成的混合液，也可是两种非稀土粉末的混合液，其中，非稀土粉末为金属粉末；所述的金属合金是金属混合液注入模具后在金属复合陶瓷板中金属混合液形成的部分所含有的；所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设地通孔能够使上下面相通；其中两对立侧面设的通道能够使这两对立侧面相通；通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置的孔口使通孔内的金属合金能够与其两侧的相接触的通道内的两种单独金属分别相结合使得金属复合陶瓷板具有较高的韧性、耐磨性、硬度和强度，使其能够应用于多种行业领域。

为了更好的说明本发明下面结合附图对其进行解释：

实施例1

如1-2图一种金属复合陶瓷板，其制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料粒径为0.020-1μm的氮化硅90份、粒径为40-300nm的碳化硼1.5份、粒径为20-600nm的氧化铝5份、平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm的碳纤维0.5份和粒径为40-300nm的氧化钇3份放入球磨机混合均匀，研磨时间为18h，然后过100-200目筛选后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔101，其中两对立侧面设有多个通道102，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口103；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板1，备用；其中，其烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h；

步骤二：取纳米颗粒氧化钛和纳米颗粒氧化铝按其重量比为1:1放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过80-200目筛选后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的纳米颗粒氧化钛、纳米颗粒氧化铝，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过80-200目筛选后得到研磨后的氧化钛粉末、氧化铝粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板1，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的氧化钛粉末、氧化铝粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化钛溶液、金属液ⅱ3-氧化铝溶液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液4；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板1放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，同时将步骤四熔炼好的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化钛溶液、金属液ⅱ3-氧化铝溶液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，通过调整其合适的注入速度使金属混合液和两种金属液互相不影响地同时注满，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，这样有利于金属液ⅰ2-氧化钛溶液中的钛、金属液ⅱ3-氧化铝溶液中的铝以及金属混合液中的钛、铝与复合陶瓷板连接，也有利于金属混合液中的钛、铝分别金属液ⅰ2-氧化钛溶液中的钛、金属液ⅱ3-氧化铝溶液中的铝作用，使其很好的成为一体；然后后将其冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成，该金属复合陶瓷板具有气孔率为30-35％，气孔密度为1.5-1.9g/cm³，气孔为0.04-0.08mm。

实施例2

一种金属复合陶瓷板，其制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料粒径为0.020-1μm的氮化硅65份、粒径为40-300nm的碳化硼1.5份、粒径为20-600nm的氧化铝30份、平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm的碳纤维0.5份和粒径为40-300nm的氧化钇3份放入球磨机混合均匀，研磨时间为25h，然后过100-200目筛选后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔101，其中两对立侧面设有多个通道102，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口103；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板1，备用；其中，其烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h；

步骤二：取纳米颗粒氧化铝和纳米颗粒氧化铈按其重量比为1:1.5放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过100-160目筛选后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的纳米颗粒氧化铝、纳米颗粒氧化铈，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过100-160目筛选后得到研磨后的氧化铝粉末、氧化铈粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板1，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的氧化铝粉末、氧化铈粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化铝溶液、金属液ⅱ3-氧化铈溶液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液4；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通孔模具将复合陶瓷板的上下面通孔覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化铝溶液、金属液ⅱ3-氧化铈溶液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通孔模具，这样有利于金属液ⅰ2-氧化铝溶液中的铝、金属液ⅱ3-氧化铈溶液中的铈与复合陶瓷板连接；然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，这样有利于金属液ⅰ2-氧化铝溶液中的铝、金属液ⅱ3-氧化铈溶液中的铈以及金属混合液中合金的铈、铝与复合陶瓷板连接，也有利于金属混合液中的铈铝合金分别金属液ⅰ2-氧化铝溶液中的铝、金属液ⅱ3-氧化铈溶液中的铈作用，使其很好的成为一体；后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成，该金属复合陶瓷板具有气孔率为32-40％，气孔密度为1.6-2.0g/cm³，气孔为0.04-0.1mm。

实施例3

一种金属复合陶瓷板，其制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料粒径为0.020-1μm的氮化硅90份、粒径为40-300nm的碳化硼0.1份、粒径为20-600nm的氧化铝7.7份、平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm的碳纤维0.2份和粒径为40-300nm的氧化钇2份放入球磨机混合均匀，研磨时间为30h，然后过80-200目筛选后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔101，其中两对立侧面设有多个通道102，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口103；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板1，备用；其中，其烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h；

步骤二：取纳米颗粒氧化镁和纳米颗粒氧化铁按其重量比为1:2放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过80-160目筛选后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的纳米颗粒氧化镁、纳米颗粒氧化铁，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过80-160目筛选后得到研磨后的氧化镁粉末、氧化铁粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板1，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的氧化镁粉末、氧化铁粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化镁溶液、金属液ⅱ3-氧化铁溶液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液4；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后用通道模具将复合陶瓷板的侧面通道覆盖，在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h后自然冷却至100℃以下，取出通孔模具，这样有利于金属液ⅰ2-氧化镁溶液中的镁、金属液ⅱ3-氧化铁溶液中的铁与复合陶瓷板连接；然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；将步骤四熔炼好的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化镁溶液、金属液ⅱ3-氧化铁溶液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，这样有利于金属液ⅰ2-氧化镁溶液中的镁、金属液ⅱ3-氧化铁溶液中的铁以及金属混合液中的镁、铁与复合陶瓷板连接，也有利于金属混合液中的镁、铁分别金属液ⅰ2-氧化镁溶液中的镁、金属液ⅱ3-氧化铁溶液中的铁作用，使其很好的成为一体；后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成，该金属复合陶瓷板具有气孔率为30-40％，气孔密度为1.6-1.8g/cm³，气孔为0.05-0.09mm。

实施例4

一种金属复合陶瓷板，其制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数取复合陶瓷板原料粒径为0.020-1μm的氮化硅80份、粒径为40-300nm的碳化硼1.0份、粒径为20-600nm的氧化铝16份、平均直径为2-4μm，平均长度为6-10mm的碳纤维0.4份和粒径为40-300nm的氧化钇2.6份放入球磨机混合均匀，研磨时间为20h，然后过100-200目筛选后进行喷雾制粉，将干燥后的粉料采用挤压成型或注射成型的方法制成复合陶瓷板坯体，所述的复合陶瓷板坯体的上下面间设有若干个通孔101，其中两对立侧面设有多个通道102，且通孔与通道交替排列，通孔与通道的接触面上设置有若干个孔口103；将复合陶瓷板坯体放在预先升温至100-150℃的烧结窑内，经在1200-1300℃保温6-12h后进行降温得到复合陶瓷板1，备用；其中，其烧结升温过程包括以下步骤：

a:将复合陶瓷板坯体预热到600℃，升温速率为10-15℃/min，保温时间为0.4-1.5h；

b:将复合陶瓷板坯体从600℃升温到1200-1300℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为保温6-12h；

步骤二：取纳米颗粒氧化钛、纳米颗粒氧化镁和纳米颗粒氧化铝按其重量比1:2的铝镁混合粉和按其重量比为1:1放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀过100-180目筛选后得到金属混合粉，备用；同时分别取与在金属混合粉原料中相同重量的纳米颗粒氧化钛、纳米颗粒氧化镁和纳米颗粒氧化铝按其重量比1:2的铝镁混合粉，分别单独放入球磨机内研磨4-8小时，分别过100-180目筛选后得到研磨后的氧化钛粉末、铝镁混合粉末，备用；

步骤三：将步骤二中的金属混合粉均匀地分布在具有石英底板的箱体内，金属混合粉在石英底板上形成金属混合粉层，使用磨机将复合陶瓷板的上下面在金属混合粉层上摩擦2-4h，取出复合陶瓷板1，收集箱体内的金属混合粉，备用；

步骤四：将步骤二研磨后的氧化钛粉末、铝镁混合粉末分别送入熔炼炉，分别熔炼为半固态或液态的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化钛溶液、金属液ⅱ3-铝镁混合溶液；将步骤三中收集箱体内的金属混合粉送入熔炼炉，熔炼温度1450-1750℃，熔炼为金属混合液4；备用；

步骤五：将步骤三中经过摩擦后的复合陶瓷板1放入已准备好的模具中，使其通孔或通道能够方便浇铸，然后在温度400-900℃的条件下预加热20-30min；

步骤六：将步骤四熔炼好的金属混合液从复合陶瓷板的上下面通孔注入模具中，同时将步骤四熔炼好的两种金属液：金属液ⅰ2-氧化钛溶液、金属液ⅱ3-铝镁混合溶液分别从复合陶瓷板的侧面通道注入模具中，且注入后的金属混合液位于两种金属液间，在温度900-1100℃的条件下保温1-2h，这样有利于金属液ⅰ2-氧化钛溶液中的钛、金属液ⅱ3-铝镁混合溶液溶液中的铝、镁以及金属混合液中的合金与复合陶瓷板连接，也有利于金属混合液中合金的钛、铝、镁分别金属液ⅰ2-氧化钛溶液中的钛、金属液ⅱ3-铝镁混合溶液中的铝、镁作用，使其很好的成为一体；然后后将其自然冷却、脱模即金属复合陶瓷板制备完成，该金属复合陶瓷板具有气孔率为30-36％，气孔密度为1.5-1.8g/cm³，气孔为0.04-0.07mm。