一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺的制作方法

本发明属于复合材料领域，特别是涉及一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺。

背景技术：

在建材、火电和冶金矿山等工业领域，复合材料中耐磨材料的在其能量和经济成本消耗中占有相当大的比重。矿物、水泥和煤粉等原材料的生产过程中，机器设备和零件都会因磨损而经常维修更换。人们对耐磨材料的研究已经有一百多年的历史；对高锰钢、合金钢、镍硬铸铁、各种白口铸铁及高铬铸铁等不同类型的耐磨材料研究及其生产工艺在不断的完善。相对而言，我国耐磨材料和抗磨技术的相关研究工作开展的较晚，在20世纪70年代到90年代这段时间里，高锰钢的强化、各种中低合金耐磨钢、低铬和高铬铸铁、马氏体和贝氏体球铁等耐磨材料的系统研究和应用方面都取得了很大的成绩和显著的经济效益。随着科学技术和现代工业的高速发展，对材料的耐磨性、韧性、硬度等性能要求越来越高，且材料使用寿命越来越成为影响生产进度及生产效率的重要因素；陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，可用作结构材料、功能材料如隔热材料；但其抗拉强度塑性、韧性较低；将金属与陶瓷材料结合成为复合材料，虽然因金属的本质集其韧性、稳定性及强度为一体使复合材料刚度、强度、抗蠕变能力、耐磨性等性能增强，但该类复合材料仍然不能满足人们的需求，因此对于金属合金复合陶瓷的研究是必要的。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题提供了一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺，通过若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ结合而成的金属合金复合陶瓷板具有强度高、硬度高、耐磨性好、密度小、使用寿命长等优良性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，所述的陶瓷连接体ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，所述的金属合金体是由钛粉、铝粉、锆粉、铬粉、铁粉、镁粉、稀土粉末中的至少两种组成，其中，稀土粉末为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种；所述的陶瓷基体包括陶瓷原料和有机结合剂，其中陶瓷原料包括氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、碳化硅、二氧化硅、氧化钇和碳化钛，各物料的重量份数是：氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份；所述的有机结合剂为环氧树脂或聚氯乙烯，其重量为陶瓷原料总重量的2.5-8%，所述的陶瓷连接体ⅰ和陶瓷连接体ⅱ都是由陶瓷基体的陶瓷原料组份、镍粉、以及金属合金体的原料组份组成，且各组份所占的重量份数分别为75-90份、0.5-1份、9-24份。

进一步的，所述的钛粉纯度≥99.5%，细度为150-350目；铝粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；锆粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；铁粉和镁粉的纯度都≥99.0%，铬粉纯度≥99.5%，细度为80-200目。

进一步的，所述的氧化铝颗粒粒径为2-100nm；氧化锆颗粒粒径为2-200nm；碳化硅粒径为0.5-1.5μm；碳化钛纯度≥99.0%；镍粉纯度≥99.8%。

进一步的，所述的陶瓷基体为空心的圆柱形，陶瓷连接体ⅰ为圆筒形，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同。

进一步的，所述的陶瓷连接体ⅰ与陶瓷基体连接的过程：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，将陶瓷基体套在陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模即可。

一种金属合金复合陶瓷板的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；取钛粉、铝粉、锆粉、铬粉、铁粉、镁粉、稀土粉末中的至少两种原料放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入2.5-8%的有机结合剂，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体；

步骤七：将步骤六中的若干个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的钛粉纯度≥99.5%，细度为150-350目；铝粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；锆粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；铁粉和镁粉的纯度都≥99.0%；铬粉纯度≥99.5%，细度为80-200目，所述的稀土粉末为纳米颗粒，为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种。

进一步的，所述的氧化铝颗粒粒径为2-100nm；氧化锆颗粒粒径为2-200nm；碳化硅粒径为0.5-1.5μm；碳化钛纯度≥99.0%。

进一步的，所述的镍粉纯度≥99.8%，所述的有机结合剂为环氧树脂或聚氯乙烯。

进一步的，所述的步骤三中陶瓷基体的坯体的烧结温度，其升温过程为：

a:将陶瓷基体的坯体预热到600-700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷基体的坯体从600-700℃升温到900℃，升温速率为5-8℃/min，保温时间为0.5-1h；

c:将球形坯体从900℃升温到1250-1400℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为2-3h；

然后进行降温，降温过程分为二个阶段：

d：从1250-1400℃到900℃，降温速率为5-15℃/min；

e：900℃以下采用自然降温；

当温度降至室温时，取出即得到陶瓷基体；

所述的步骤四中陶瓷连接体坯体ⅰ的烧结温度，其升温过程为：

a:将陶瓷连接体坯体ⅰ预热到700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷连接体坯体ⅰ从700℃升温到1150-1250℃，升温速率为5-10℃/min，保温时间为0.5-1h；

然后进行降温，降温过程，降温速率为5-15℃/min，当温度降至室温时，取出即得陶瓷连接体ⅰ。

本发明具有的有益效果如下所示：

1：本发明陶瓷本体中含有氧化铝颗粒、氧化钇稳定的氧化锆颗粒，其具有良好的耐磨损性能和抗热震性能，再加入碳化硅可对其抗热震性能的提高具有更好的效果；二氧化硅、碳化钛的加入可有效地提高对其硬度和耐磨性能；

2.本发明中采用球磨，使物料粒径减小，最终达到物料混合，在球磨过程中，物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，使其具有较大活性的新表面，以得到最佳的细化粉末，也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；

3.本发明陶瓷连接体ⅰ和陶瓷连接体ⅱ中含有两种金属相和陶瓷基体原料组份，提高了陶瓷连接体ⅰ和陶瓷连接体ⅱ的耐磨性韧性、强度和硬度；同时还含有镍粉，这不仅提高金属合金复合陶瓷板中金属相和陶瓷基体界面间的润湿性，使金属相和陶瓷基体界面得结合力增强，从而提高其金属合金复合陶瓷板基体耐磨性、硬度和强度；本身又能和陶瓷基体很好的结合，陶瓷连接体ⅱ包裹金属合金复合陶瓷板基体，此外，陶瓷连接体ⅰ通过注入陶瓷连接体溶液与陶瓷基体连接；陶瓷连接体ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，且金属合金体由至少两种金属组成，从而使金属合金复合陶瓷板的耐磨性、强度、硬度和韧性大大提高；

4.本发明中复合陶瓷板体的制备过程中采取陶瓷基体套在陶瓷连接体ⅰ上放入模具中先在温度600-750℃的条件下预加热30-60min然后再将陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满后，在温度800-1000℃的条件下保温，不仅有利于浇铸过程很好地进行，还有利于使陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ更好地连接成为一体，提高的复合陶瓷板体耐磨性；在制备复合陶瓷板体和金属合金复合陶瓷板基体时也采取了同样的方法使的制备金属合金复合陶瓷板具有较高的强度、硬度、耐磨性和韧性，使其能够应用于火电、航天、冶炼、机械、水泥、航空、化工、生活用品等工业领域。

附图说明

图1是本发明实施例1金属合金复合陶瓷板的结构示意图；

图2是本发明实施例2金属合金复合陶瓷板的结构示意图；

图中标注:1-金属合金体，2-陶瓷连接体ⅰ，3-陶瓷基体，4-陶瓷连接体ⅱ。

具体实施方式

一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，所述的陶瓷连接体ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，所述的金属合金体是由钛粉、铝粉、锆粉、铬粉、铁粉、镁粉、稀土粉末中的至少两种组成，其中，稀土粉末为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种；所述的陶瓷基体包括陶瓷原料和有机结合剂，其中陶瓷原料包括氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、碳化硅、二氧化硅、氧化钇和碳化钛，各物料的重量份数是：氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份；所述的有机结合剂为环氧树脂或聚氯乙烯，其重量为陶瓷原料总重量的2.5-8%，所述的陶瓷连接体ⅰ和陶瓷连接体ⅱ都是由陶瓷基体的陶瓷原料组份、镍粉、以及金属合金体的原料组份组成，且各组份所占的重量份数分别为75-90份、0.5-1份、9-24份。

进一步的，所述的钛粉纯度≥99.5%，细度为150-350目；铝粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；锆粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；铁粉和镁粉的纯度都≥99.0%，铬粉纯度≥99.5%，细度为80-200目。

进一步的，所述的氧化铝颗粒粒径为2-100nm；氧化锆颗粒粒径为2-200nm；碳化硅粒径为0.5-1.5μm；碳化钛纯度≥99.0%；镍粉纯度≥99.8%。

进一步的，所述的陶瓷基体为空心的圆柱形，陶瓷连接体ⅰ为圆筒形，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同。

进一步的，所述的陶瓷连接体ⅰ与陶瓷基体连接的过程：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，将陶瓷基体套在陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模即可。

一种金属合金复合陶瓷板的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；取钛粉、铝粉、锆粉、铬粉、铁粉、镁粉、稀土粉末中的至少两种原料放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入2.5-8%的有机结合剂，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体；

步骤七：将步骤六中的若干个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。

进一步的，所述的钛粉纯度≥99.5%，细度为150-350目；铝粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；锆粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；铁粉和镁粉的纯度都≥99.0%；铬粉纯度≥99.5%，细度为80-200目，所述的稀土粉末为纳米颗粒，为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种。

进一步的，所述的氧化铝颗粒粒径为2-100nm；氧化锆颗粒粒径为2-200nm；碳化硅粒径为0.5-1.5μm；碳化钛纯度≥99.0%。

进一步的，所述的镍粉纯度≥99.8%，所述的有机结合剂为环氧树脂或聚氯乙烯。

进一步的，所述的步骤三中陶瓷基体的坯体的烧结温度，其升温过程为：

a:将陶瓷基体的坯体预热到600-700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷基体的坯体从600-700℃升温到900℃，升温速率为5-8℃/min，保温时间为0.5-1h；

c:将球形坯体从900℃升温到1250-1400℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为2-3h；

然后进行降温，降温过程分为二个阶段：

d：从1250-1400℃到900℃，降温速率为5-15℃/min；

e：900℃以下采用自然降温；

当温度降至室温时，取出即得到陶瓷基体；

所述的步骤四中陶瓷连接体坯体ⅰ的烧结温度，其升温过程为：

a:将陶瓷连接体坯体ⅰ预热到700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷连接体坯体ⅰ从700℃升温到1150-1250℃，升温速率为5-10℃/min，保温时间为0.5-1h；

然后进行降温，降温过程，降温速率为5-15℃/min，当温度降至室温时，取出即得陶瓷连接体ⅰ。

所述的将熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，是使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满，进而使陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ较好地结合成为具有较强耐磨性、高强度和高硬度的复合陶瓷板体；所述的将复合陶瓷板体放入模具中，向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，陶瓷连接体ⅰ圆筒内注满，在复合陶瓷板中形成金属合金体，使得制备的金属合金复合陶瓷板基体具有更强的韧性、耐磨性、强度和硬度。

实施例1

如图1所示一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ2、陶瓷基体3和金属合金体1，所述的陶瓷连接体ⅰ2位于陶瓷基体3和金属合金体1之间，其制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、纳米颗粒二氧化硅0.5-1.95份、纳米颗粒氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过100-300目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；按重量比为1:1-1:4取纯度≥99.5%的钛粉，其细度为150-350目；纯度≥99.9%的铝粉，其细度为40-160目；放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，过100-200目筛选后送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入2.5-8%的环氧树脂或聚氯乙烯，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体3；其中其烧结温度升温过程为：

a:将陶瓷基体的坯体预热到600-700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷基体的坯体从600-700℃升温到900℃，升温速率为5-8℃/min，保温时间为0.5-1h；

c:将球形坯体从900℃升温到1250-1400℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为2-3h；

然后进行降温，降温过程分为二个阶段：

d：从1250-1400℃到900℃，降温速率为5-15℃/min；

e：900℃以下采用自然降温；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份；将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过100-200目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份纯度≥99.8%的镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过100-200目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ2，其外径小于陶瓷基体3的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；其中其烧结温度升温过程为：

a:将陶瓷连接体坯体ⅰ预热到700℃，升温速率为15-20℃/min，保温时间为1.0-2.5h；

b:将陶瓷连接体坯体ⅰ从700℃升温到1150-1250℃，升温速率为5-10℃/min，保温时间为0.5-1h；

然后进行降温，降温过程，降温速率为5-15℃/min，当温度降至室温时，取出即得陶瓷连接体ⅰ；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体1；

步骤七：将步骤六中的若干个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ4，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。

实施例2

如图2所示一种金属合金复合陶瓷板包括金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ2、陶瓷基体3和金属合金体1，所述的陶瓷连接体ⅰ2位于陶瓷基体3和金属合金体1之间，其制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为80nm的氧化铝颗粒62份、粒径为100nm的氧化锆颗粒30份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅1.5份、纳米颗粒二氧化硅1.95份、纳米颗粒氧化钇0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛2.5份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；按重量比为1:1-1:2取纯度≥99.9%的锆粉，其细度为40-160目；纯度≥99.0%的镁粉；放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，过100-200目筛选后送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入6%的环氧树脂或聚氯乙烯，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体3；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为80nm的氧化铝颗粒62份、粒径为100nm的氧化锆颗粒30份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅1.5份、纳米颗粒二氧化硅1.95份、纳米颗粒氧化钇0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛2.5份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过100-300目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其85份，加入1份纯度≥99.8%的镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过100-200目筛选后的14份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ2，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体1；

步骤七：将步骤六中的一个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ4，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。

实施例3

一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，所述的陶瓷连接体ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，其制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、纳米颗粒二氧化硅0.5-1.95份、纳米颗粒氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；按重量比为1:1-1:4取纯度≥99.0%的铁粉；纯度≥99.5%的铬粉，其细度为80-200目；将它们放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，过160目筛选后送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入2.5-8%的环氧树脂或聚氯乙烯，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份；将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过150目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份纯度≥99.8%的镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过160目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体；

步骤七：将步骤六中的若干个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。

实施例4

一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，所述的陶瓷连接体ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，其制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、纳米颗粒二氧化硅0.5-1.95份、纳米颗粒氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份，将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，备用；按重量比为1:1-1:4取稀土粉末；其中稀土粉末为纳米颗粒，为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种，纯度≥99.9%的铝粉，其细度为40-160目；将它们放入球磨机内研磨4-8小时，混合均匀后成为金属合金体的原料组份，过100-200目筛选后送入熔炼炉，熔炼温度1560-1850℃，熔炼为半固态或液态的金属合金液，备用；

步骤二：取步骤一中的陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量百分比加入2.5-8%的环氧树脂或聚氯乙烯，放入球磨机内研磨12-18小时，制成浆料，然后装入已准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成空心的圆柱形陶瓷基体的坯体；

步骤三，将陶瓷基体的坯体送入干燥室，自然风干或烘干后送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1250-1400℃保温2-3小时，然后进行降温取出即得空心的圆柱形陶瓷基体；

步骤四：取陶瓷基体的陶瓷原料：粒径为2-100nm的氧化铝颗粒50-65份、粒径为2-200nm的氧化锆颗粒28-43份、粒径为0.5-1.5μm的碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和纯度≥99.0%的碳化钛1.5-3份；将它们放入球磨机内研磨10-16小时，混合均匀后过100-200目筛选后制得陶瓷基体的陶瓷原料组份，按重量份数取其75-90份，加入0.5-1份纯度≥99.8%的镍粉，然后放入球磨机内研磨8-14小时，然后再加入过100-200目筛选后的9-24份金属合金体的原料组份混合均匀后，得到陶瓷连接体原料，平均分成两份，其中一份陶瓷连接体原料装入准备好的模具中，挤压成形，脱模后形成圆筒形的陶瓷连接体ⅰ坯体，送入烧结窑进行烧结，经在烧结温度为1150-1250℃保温2-3小时，制得圆筒形的陶瓷连接体ⅰ，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同；取另一份陶瓷连接体原料送入熔炼炉，熔炼为半固态或液态的陶瓷连接体溶液，备用；

步骤五：将步骤四制备的陶瓷基体套在步骤三制备的陶瓷连接体ⅰ上然后放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入陶瓷基体和陶瓷连接体ⅰ的间隙内，使陶瓷基体内径和陶瓷连接体ⅰ外径间的间隙注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到复合陶瓷板体；

步骤六：将步骤五中的复合陶瓷板体放入模具中，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；向其陶瓷连接体ⅰ圆筒内注入步骤一中制备好的金属合金液，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却脱模，得到金属合金复合陶瓷板基体，其中在复合陶瓷板中陶瓷连接体ⅰ圆筒内形成金属合金体；

步骤七：将步骤六中的若干个金属合金复合陶瓷板基体放入模具内，在温度600-750℃的条件下预加热30-60min；再将步骤四熔炼好的陶瓷连接体溶液注入模具内，注满后，在温度800-1000℃的条件下保温1.5-3h后冷却、脱模后该步骤注入陶瓷连接体溶液成为陶瓷连接体ⅱ，同时金属合金复合陶瓷板制备完成。