一种高强度防断裂陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷材料领域，尤其涉及一种高强度防断裂陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类材料。根据陶瓷 材料的用途可以将陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料。
[0003] 特种陶瓷材料的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等， 具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能，具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。 特种陶瓷材料利用精密控制工艺成形烧结制成，可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具 有某些特殊的性能。
[0004] 新型陶瓷材料在有着独特的优越性的同时，也存在着脆性较大、均匀性差、可靠性 低、韧性低、易产生裂痕的问题，因而使其应用受到了较大的限制。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于为解决上述问题，提供了一种高强度防断裂陶瓷材料及其制备 方法。
[0006] 本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：
[0007] -种高强度防断裂陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：
[0008] Al2O3 53-65 份， SiC 10-23 份， 硅藻土 2-3份， ZrO2 2-3 份， Fe3O4 1-2 份， 聚乙撑二氧噻吩0. 5-0. 8份， Co3S4 0.05-·!份， NaAZr 0.02-1.6 份。
[0009] 所述组分还包括Ti020-0. 5重量份。
[0010] 所述组分还包括微晶石赌0-0. 2重量份。
[0011] 所述组分还包括聚甲基氢硅氧烷〇-〇. 5重量份。
[0012] -种高强度防断裂陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)将Al20353-65重量份、SiC10-23重量份、硅藻土 2-3重量份、Zr022-3重量份、 聚乙撑二氧噻吩0. 5-0. 8重量份、Na2O3Zr0.0 2-1. 6重量份、TiO2 0-0. 5重量份、微晶石蜡 0-0. 2重量份和聚甲基氢硅氧烷0-0. 5重量份，搅拌均匀；
[0014] (2)将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S40.0 5-1重量份和 Fe304l-2重量份，在1150-1200°C下烧结，保温2-4h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0015] 步骤1中所述搅拌均匀的条件具体为在120-150°C、氮气氛围下加热20-30分钟， 以700-900转/分钟的速率进行搅拌。
[0016] 有益效果：
[0017] (1)本发明高强度防断裂陶瓷材料，通过加入聚乙撑二氧噻吩、Co3S4和Na 2O3Zr,使 制得的陶瓷材料具有耐高温性、良好的力学性能、抗脆性断裂和裂痕的特点。
[0018] (2)本发明的高强度防断裂陶瓷材料，是环境友好型材料，原料价格便宜，制备条 件简单，易工业化生产。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] (1)将 Al20353kg、SiClOkg、娃藻土 2kg、Zr022kg、聚乙撑二氧噻吩 0· 5kg、 Na2O3Zr0.0 2kg，在120°C、氮气氛围下加热20分钟，以700转/分钟的速率进行搅拌；
[0021] ⑵将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S40.0 5kg和Fe3O4Ikg,在 1150°C下烧结，保温2h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0022] 实施例2
[0023] (1)将 Al20353kg、SiClOkg、娃藻土 2kg、Zr022kg、聚乙撑二氧噻吩 0· 5kg、 Na2O3Zr0.0 2kg、TiO2 0. 5kg、微晶石赌0. 2kg和聚甲基氢硅氧烷0. 5kg，在120°C、氮气氛围 下加热20分钟，以700转/分钟的速率进行搅拌；
[0024] (2)将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S40.0 5kg和Fe3O4Ikg,在 1150°C下烧结，保温2h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0025] 实施例3
[0026] (1)将 Al20365kg、SiC23kg、娃藻土 2_3kg、Zr023kg、聚乙撑二氧噻吩 0· 8kg、 Na2O3ZrL 6kg、Ti02 0 . 5kg、微晶石赌0. 2kg和聚甲基氢硅氧烷0. 5kg，在150°C、氮气氛围下 加热30分钟，以900转/分钟的速率进行搅拌；
[0027] (2)将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S4Ikg和Fe 3042kg，在 1200°C下烧结，保温4h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0028] 实施例4
[0029] (1)将 Al20365kg、SiC23kg、娃藻土 3kg、Zr023kg、聚乙撑二氧噻吩 0· 5kg、 Na2O3Zr0.0 2kg、Ti020 . 5kg、微晶石赌0. 2kg和聚甲基氢硅氧烷0. 5kg，在150°C、氮气氛围下 加热30分钟，以900转/分钟的速率进行搅拌；
[0030] ⑵将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S4Ikg和Fe 3042kg，在 1200°C下烧结，保温4h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0031] 实施例5
[0032] (1)将 Al20360kg、SiC17kg、娃藻土 2kg、Zr022kg、聚乙撑二氧噻吩 0· 6kg、 Na2O3Zr0.0 7kg、TiO2 0. 2kg、微晶石赌0.1 kg和聚甲基氢硅氧烷0. 2kg，在130°C、氮气氛围 下加热25分钟，以800转/分钟的速率进行搅拌；
[0033] (2)将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Co3S4O. 5kg和Fe3O4Ikg,在 1150°C下烧结，保温3h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0034] 对比例
[0035] (1)将 Al20360kg、娃藻土 2kg、Zr022kg、聚乙稀醇 0· 6kg、丙三醇 0· 07kg、TiO2 0. 2kg、氧化铝0.1 kg和氧化钠0. 2kg，在130°C、氮气氛围下加热25分钟，以800转/分钟 的速率进行搅拌；
[0036] (2)将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的Si0217kg，在1150°C下烧结， 保温3h，得到高强度防断裂陶瓷材料。
[0037] 本发明实施例1-5和对比例的陶瓷材料的具体性能测试结果如表1所示。
[0038] 表 1
[0039]
[0040] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种高强度防断裂陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成： Al2〇3 53-65 份， SiC 10-2 3份， 石圭藻土 2-3份， ZrO, 2-3 份， Fe304 1-2 份， 聚乙撑二氧噻吩0. 5-0. 8份， Co3S4 0.05-1 份， Na,0,Zr0. 02-1. 6 份。2. 根据权利要求1所述的高强度防断裂陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括 Ti020-0 . 5 重量份。3. 根据权利要求1所述的高强度防断裂陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括微晶 石赌〇-〇. 2重量份。4. 根据权利要求1所述的高强度防断裂陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括聚甲 基氢硅氧烷〇-〇. 5重量份。5. -种高强度防断裂陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将Al20353-65重量份、SiC10-23重量份、硅藻土 2-3重量份、Zr022-3重量份、聚乙 撑二氧噻吩0. 5-0. 8重量份、Na203Zr0. 02-1. 6重量份、Ti020-0 . 5重量份、微晶石蜡0-0. 2 重量份和聚甲基氢硅氧烷〇_〇. 5重量份，搅拌均匀； ⑵将步骤1的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的C〇3S40. 05-1重量份和Fe304l-2重 量份，在1150-1200°C下烧结，保温2-4h，得到高强度防断裂陶瓷材料。6. 根据权利要求5所述的高强度防断裂陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所 述搅拌均匀的条件具体为在120_150°C、氮气氛围下加热20-30分钟，以700-900转/分钟 的速率进行搅拌。
【专利摘要】本发明涉及一种高强度防断裂陶瓷材料及其制备方法，上述高强度防断裂陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：Al2O353-65份、SiC10-23份、硅藻土2-3份、ZrO22-3份、Fe3O41-2份、聚乙撑二氧噻吩0.5-0.8份、Co3S40.05-1份和Na2O3Zr0.02-1.6份。本发明还提供了一种高强度防断裂陶瓷材料的制备方法。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/10
【公开号】CN104909724
【申请号】CN201510299351
【发明人】钱玉珠
【申请人】苏州靖羽新材料有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日