l颗粒与颗粒尺寸为1 μπι的陶瓷SiC颗粒按质量比1 :1 混合，加入去离子水，至固相含量达40vol%，在球磨机中球磨2h，超声波弥散化处理3min， 制得弥散浆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，交变磁场是由交变电流通过线圈产 生，样品位于交变磁场线圈端部，电流强度为1A，电流频率为IO3Hz,作用时间为3min，随后 对浆料施加压力，并进行保压处理，施加的压力为〇· 5Mpa，保压时间为50min ; 4) 烧结 固化、去模并在45°C下缓慢烘干。得到的生坯在氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度 为1200°C，随炉冷却至150°C取出。
[0017] 所制备的样品组织致密，孔隙率低，表面平整。对样品进行电子探针线扫描，发现 样品内部无宏观界面存在，成分连续变化，Al含量由一侧的64%减少到另一侧的37%。 [0018] 实施例3: 1) 模具准备 将α-石膏和β-石膏混合型石膏粉与水混合，并加入酚醛树脂有机添加剂，其含量 为石膏质量的15%，搅拌8分钟后浇注，石膏浆经凝固、硬化、干燥后制得石膏模具，模具内 部型腔是高度为15_、直径为15_的圆片； 2) 浆料制备 将颗粒尺寸为?ο μm的金属Ag颗粒与颗粒尺寸为10 μm的陶瓷SiO2颗粒按质量比 0. 1 :1混合，加入去离子水，至固相含量达45vol%，在球磨机中球磨5h，超声波弥散化处理 8min，制得弥散衆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，交变磁场是由交变电流通过线圈产 生，样品位于交变磁场线圈端部，电流强度为5A，电流频率为IO4Hz,作用时间为5min，随后 对衆料施加压力，并进行保压处理，施加的压力为IMpa，保压时间为40min ; 4) 烧结 固化、去模并在50°C下缓慢烘干。得到的生坯在氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度 为1300°C，随炉冷却至200°C取出。
[0019] 所制备的样品组织致密，孔隙率低，表面平整。对样品进行电子探针线扫描，发现 样品内部无宏观界面存在，成分连续变化，Ag含量由一侧的21%减少到另一侧的3%。
[0020] 实施例4 : 1) 模具准备 将α-石膏和β-石膏混合型石膏粉与水混合，并加入三聚氰胺树脂有机添加剂，其 含量为石膏质量的20%，搅拌6分钟后浇注，石膏浆经凝固、硬化、干燥后制得石膏模具，模 具内部型腔是高度为15mm、直径为15mm的圆片； 2) 浆料制备 将颗粒尺寸为100 ym的金属Mg颗粒与颗粒尺寸为100 μ m的陶瓷TiC颗粒按质量比 10 :1混合，加入去离子水，至固相含量达50vol%，在球磨机中球磨8h，超声波弥散化处理 12min，制得弥散衆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，交变磁场是由交变电流通过线圈产 生，样品位于交变磁场线圈端部，电流强度为10A，电流频率为IO5Hz,作用时间为lOmin，随 后对浆料施加压力，并进行保压处理，施加的压力为3Mpa，保压时间为30min ; 4)烧结 固化、去模并在55°C下缓慢烘干。得到的生坯在氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度 为1400°C，随炉冷却至300°C取出。
[0021] 所制备的样品组织致密，孔隙率低，表面平整。对样品进行电子探针线扫描，发现 样品内部无宏观界面存在，成分连续变化，Mg含量由一侧的94%减少到另一侧的82%。
[0022] 实施例5 : 1) 模具准备 将α-石膏和β-石膏混合型石膏粉与水混合，并加入酚醛树脂有机添加剂，其含量 为石膏质量的25%，搅拌8分钟后浇注，石膏浆经凝固、硬化、干燥后制得石膏模具，模具内 部型腔是高度为15_、直径为15_的圆片； 2) 浆料制备 将颗粒尺寸为1000 μ m的金属Zn颗粒与颗粒尺寸为1000 μ m的陶瓷Y2O3颗粒按质量 比1 :5混合，加入去离子水，至固相含量达55vol%，在球磨机中球磨10h，超声波弥散化处理 15min，制得弥散浆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，交变磁场是由交变电流通过线圈产 生，样品位于交变磁场线圈端部，电流强度为15A，电流频率为IO5Hz,作用时间为15min，随 后对浆料施加压力，并进行保压处理，施加的压力为8Mpa，保压时间为20min ; 4) 烧结 固化、去模并在60°C下缓慢烘干。得到的生坯在氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度 为1250°C，随炉冷却至250°C取出。
[0023] 所制备的样品组织致密，孔隙率低，表面平整。对样品进行电子探针线扫描，发现 样品内部无宏观界面存在，成分连续变化，Zn含量由一侧的33%减少到另一侧的9%。
[0024] 实施例6 : 1) 模具准备 将α-石膏和β-石膏混合型石膏粉与水混合，并加入聚氟化乙烯有机添加剂，其含 量为石膏质量的18%，搅拌7分钟后浇注，石膏浆经凝固、硬化、干燥后制得石膏模具，模具 内部型腔是高度为15_、直径为15_的圆片； 2) 浆料制备 将颗粒尺寸为20 μm的金属Fe颗粒与颗粒尺寸为20 μm的陶瓷Al2O3颗粒按质量比 0. 1 :1混合，加入去离子水，至固相含量达45vol%，在球磨机中球磨6h，超声波弥散化处理 12min，制得弥散衆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，交变磁场是由交变电流通过线圈产 生，样品位于交变磁场线圈端部，电流强度为8A，电流频率为IO4Hz,作用时间为20min，随后 对浆料施加压力，并进行保压处理，施加的压力为lOMpa，保压时间为IOmin ; 4) 烧结 固化、去模并在40°C下缓慢烘干。得到的生坯在氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度 为1400°C，随炉冷却至100°C取出。
[0025] 所制备的样品组织致密，孔隙率低，表面平整。对样品进行电子探针线扫描，发现 样品内部无宏观界面存在，成分连续变化，Fe含量由一侧的22%减少到另一侧的5%。
【主权项】
1. 交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的压滤成型制备方法，其特征在于它的步骤为： 1) 模具准备 将a-石膏和0 -石膏混合型石膏粉与水混合，并加入有机添加剂，其含量为石膏质 量的5~25%，搅拌3~8分钟后浇注，石膏浆经凝固、硬化、干燥后制得石膏模具，模具内部 型腔是高度为15_、直径为15_的圆片； 2) 浆料制备 将颗粒尺寸为0. 1~1000 ym的&1、41、4§、1%、211、？6等优良导电性的金属颗粒与颗 粒尺寸为0. 1~1000 ym的21〇2、51(：、5102、11(：、￥20 3、六1203等高电阻率的陶瓷颗粒按质量 比0. 1~10 :1混合，加入去离子水，至固相含量达30~55vol%，在球磨机中球磨1~10h， 超声波弥散化处理1~15min，制得弥散浆料； 3) 交变磁场中压滤成型 将弥散浆料注入石膏模中，模具外施加交变磁场，样品位于交变磁场线圈端部，电流强 度为0. 1~20A，电流频率为IO2~10 5Hz,作用时间为1~20min，随后对浆料施加压力，并 进行保压处理，施加的压力为0. 1~lOMpa，保压时间为10~IOOmin ; 4) 烧结 固化、去模并在35~60°C下缓慢烘干；得到的生坯在氩气或氮气的保护环境中烧结成 型，烧结温度为1000~1400°C，随炉冷却至100~300°C取出。2. 根据权利要求1所述的交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的压滤成型制备方法，其特 征在于所述的交变磁场是由交变电流通过线圈产生。3. 根据权利要求1所述的交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的压滤成型制备方法，其特 征在于所述的加入的有机添加剂为聚氟化乙烯、三聚氰胺树脂或酚醛树脂。
【专利摘要】交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的压滤成型制备方法，属于材料制备领域。其步骤为：1）多孔模具准备；2）将优良导电性的金属颗粒和高电阻率的陶瓷颗粒按一定比例与去离子水混合，并在球磨机中搅拌制成均匀弥散的浆液；3）在电流强度为0.1～20A，电流频率为102～105Hz的交变磁场中浇注、压滤成型；4）烘干样品，烧结。本发明方法的优点是：在压滤成型工艺的基础上施加交变磁场制备梯度材料，通过调整电流强度、频率等工艺参数，可以方便地制备出成分连续变化且可控的梯度材料，成本大大降低。
【IPC分类】B22F3/16
【公开号】CN104972126
【申请号】CN201510361543
【发明人】不公告发明人
【申请人】彭晓领
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月28日