轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴及其制备方法与流程

文档序号:12239665阅读:来源:国知局

技术特征:

1.轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于,其采用以氮化硅为基体,氧化物为烧结助剂,金刚石为强化相的复合材料热压烧结制备得到,金刚石含量沿喷嘴轴向由中间向两边按层逐步增加,层状数量大于或等于3。

2.如权利要求1所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于,所述的复合材料由以下质量份数的原料制成:

氮化硅:90~95份,氧化物粉末:5~10份,金刚石微粉:10~50份,其中氮化硅的纯度>95%,粒径<10μm,氧化物粉末的粒径<0.1μm,金刚石微粉的粒径为10~30μm。

3.如权利要求2所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于:所述的氧化物粉末为Al2O3-Re2O3,其中Re为Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu的任一种。

4.如权利要求2所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于:所述的金刚石微粉的表面镀Ni或Ti或Cu。

5.轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,

S1.氮化硅浆料制备:以氮化硅为基体,氧化物为烧结助剂,按氮化硅与氧化物粉末质量分数比=(95%~90%):(5%~10%)配料,以乙醇为溶剂,以氮化硅为球磨介质,球料比为(2~5):1,在行星球磨机上混合8~12h,得到氮化硅浆料;

S2.混合浆料制备:将步骤S1得到的氮化硅浆料分成若干组,依次添加质量分数10%~50%的金刚石微粉,得到金刚石含量递增的不少于3组的混合浆料,每一组混合浆料经搅拌器搅拌均匀;

S3.干燥造粒:将步骤S2得到的各组混合浆料干燥,过100目筛造粒,得到金刚石含量递增的若干组粉末;

S4.装模预压:将步骤S3的粉末按金刚石含量沿喷嘴轴向由中间向两边增加的次序逐层装入石墨模具中,每装一层将粉末铺展开并预压;

S5.热压烧结:将装好粉末的模具热压烧结,控制压力为30MPa,升温速率为10~15℃/min,烧结温度为1600℃~1750℃,保温时间为30~60min,保护气氛为N2或Ar,冷却后即得。

6.如权利要求5所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴的制备方法,其特征在于,步骤S1中氮化硅的纯度>95%,粒径<10μm,氧化物粉末的粒径<0.1μm;步骤S2中金刚石微粉的粒径为10~30μm。

7.如权利要求6所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴的制备方法,其特征在于,所述的氧化物粉末为Al2O3-Re2O3,其中Re为Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu的任一种。

8.如权利要求5或6所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于:所述的金刚石微粉的表面镀Ni或Ti或Cu。

9.如权利要求5所述的轴向层状陶瓷金刚石复合材料喷嘴,其特征在于,步骤S2中搅拌器以200~400r/min的转速搅拌混合浆料15~30min。

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