一种碳化硅复合晶须及其制备方法、复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及，特别是涉及一种碳化硅复合晶须及其制备方法、复合材料。
【背景技术】
[0002]随着手机智能穿戴的发展，作为近几年发展迅速的智能手机和智能手表电子产品，消费者越来越注重从功能到时尚的转变，产品越来越注重其时尚性，对外观的要求越来越高。未来，金属和精细陶瓷将取代大部分高分子材料而成为智能手机、智能手表主要的外观材料，但金属和陶瓷作为智能产品的外观材料也存在一些不足，例如金属手机外框由于强度不够容易折弯，撞击凹陷，精细陶瓷韧性不够，易断裂，不耐冲撞。提高金属的强度和陶瓷的韧性具有十分重要的市场价值。高强度高刚量的纳米晶须复合材料，能大大的提高陶瓷的韧性和金属的强度，但晶须刚量大、硬度高，晶须与基体材料的界面结合强度是其复合材料的难题。晶须通过表面处理使之与基体材料有较好的冶金结合及热匹配是晶须强化复合材料的关键技术。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种碳化硅复合晶须及其制备方法、复合材料。
[0004]本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决:
[0005]—种碳化硅复合晶须，由以下各组分组成:碳化硅的质量含量为98% -99%、氧化铝的质量含量为0.5% -1.5%、金属钇的质量含量为0.1% -0.5%;所述氧化铝包覆在所述碳化硅的外表面，所述金属钇包覆在所述氧化铝的外表面。
[0006]—种碳化硅复合晶须的制备方法，包括如下步骤:
[0007](1)将SiC晶须加入分散剂的水溶液中，配制成晶须固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0008](2)将水溶性铝盐的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，所述第一混合液的体积占60 % -90 %，所述水溶性铝盐的水溶液的体积占10% -40% ；
[0009](3)调节所述第二混合液的pH在4-6之间，氢氧化铝沉积于所述SiC晶须的表面形成沉淀；
[0010](4)将步骤(3)中的沉淀过滤清洗后，在1250°C _1300°C下煅烧，得到SiC_Al203晶须，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0011](5)将SiC-Al203晶须球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶须的表面沉积金属钇膜，获得SiC-Al203Y复合晶须，所述金属钇膜包覆在所述A1203外表面。
[0012]优选的技术方案中，
[0013]所述步骤(1)中的SiC晶须呈棒状，长度为500nm-1000nm，直径为50nm_100nm。
[0014]在所述步骤(1)中的所述分散剂的水溶液中，分散剂的质量含量为1% _2%;所述分散剂为聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。
[0015]所述步骤(2)中，在所述水溶性铝盐的水溶液中，水溶性铝盐的质量含量为5% -10%。
[0016]所述步骤(1)和/或⑵和/或(3)是在40°C _50°C下进行。
[0017]所述步骤(4)中，煅烧的保温时间为2h_3h。
[0018]所述步骤(5)中，所述沉积是在等离子PVD真空炉中进行，沉积时间为lh_2h，沉积温度200°C -300°C ;所述步骤(5)中，沉积的金属钇膜的厚度为1?2 μπι。
[0019]—种复合材料，所述复合材料是由所述的碳化硅复合晶须与基体材料复合烧结而成，在所述复合材料中，所述碳化硅复合晶须的质量含量为1% _10%。
[0020]优选的技术方案中，所述基体材料是氧化锆陶瓷材料或铝合金材料。
[0021]本发明与现有技术对比的有益效果是:本发明提供的碳化硅复合晶须，可提高SiC晶须与基体材料的结合强度，该复合晶须既能与氧化锆陶瓷有较好的结合强度将此晶须加入到氧化锆陶瓷中，可以制备出高韧性的晶须强化的氧化锆复合陶瓷材料；同时，该复合晶须又能与铝合金有较好的润湿性，将此晶须加入到铝合金材料中，可以制备出高强度高硬度的铝合金复合材料。
【附图说明】
[0022]图1是本发明【具体实施方式】中的碳化硅复合晶须的截面示意图；
【具体实施方式】
[0023]下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
[0024]本发明提供一种碳化硅复合晶须，在【具体实施方式】中，所述碳化硅复合晶须由以下各组分组成:碳化娃的质量含量为98% -99%、氧化招的质量含量为0.5% -1.5%、金属?乙的质量含量为0.1% -0.5%;如图1所示，所述氧化招2成膜包覆在所述碳化娃1的外表面，所述金属钇3成膜包覆在所述氧化铝2的外表面。
[0025]本发明提供一种碳化硅复合晶须的制备方法，在具体的实施方式中，包括如下步骤:
[0026](1)将SiC晶须加入分散剂的水溶液中，配制成晶须固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0027](2)将水溶性铝盐的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，第一混合液的体积占60% -90%，所述水溶性铝盐的水溶液的体积占10% -40% ;
[0028](3)调节所述第二混合液的pH在4-6之间，氢氧化铝沉积于所述SiC晶须的表面形成沉淀；
[0029](4)将步骤(3)中的沉淀过滤清洗后，在1250°C _1300°C下煅烧，得到SiC_Al203晶须，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0030](5)将SiC-Al203晶须球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶须的表面沉积金属钇膜，获得SiC-Al203-Y复合晶须，所述金属钇膜包覆在所述A1203的外表面。
[0031]在一些优选的实施方式中，可以选择以下方案中的一者或者任意组合:
[0032]所述步骤(1)中SiC晶须呈棒状，其长度为500nm-1000nm，直径为50nm_100nm。
[0033]所述步骤(1)中所述分散剂的水溶液中，分散剂的质量含量为1% _2%;所述分散剂为聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。
[0034]所述步骤⑵中，所述水溶性铝盐的水溶液中，水溶性铝盐的质量含量为5% -10%。水溶性铝盐进一步优选六水硝酸?乙。
[0035]所述步骤(1)和/或⑵和/或(3)是在40 °C -50 °C下进行。
[0036]所述步骤(4)中，煅烧的保温时间为2h_3h。
[0037]所述步骤(5)中，所述沉积是在等离子PVD真空炉中进行，沉积时间为lh_2h，沉积温度200°C -300°C ;所述步骤(5)中，沉积的金属钇膜的厚度为1?2 μπι。
[0038]步骤(3)中用弱酸性物质(如碳酸氢铵、稀盐酸、醋酸等)调节pH值。
[0039]本发明还提供一种复合材料，在具体的实施方式中，其由上述实施方式中的碳化硅复合晶须与基体材料复合烧结而成，在所述复合材料中，所述碳化硅复合晶须占所述基体材料的质量的1% _10%。
[0040]其中，优选地，所述基体材料是氧化锆陶瓷材料或铝合金材料。
[0041]下面通过更具体的实施例对本发明进行详细阐述。
[0042]实施例一
[0043]碳化硅复合晶须的制备方法，包括如下步骤:
[0044](1)在40°C _50°C下，将SiC晶须加入PVA水溶液中，配制成晶须固含量10被％的第一混合液。其中，SiC晶须的长度为800nm，直径为50nm ;PVA水溶液中PVA的质量含量为
[0045](2)在40°C -50°C下，将六水硝酸钇水溶液加入步骤(1)的第一混合液中得到第二混合液，第二混合液中，第一混合液的体积占80%，六水硝酸钇水溶液的体积占20%。其中，六水硝酸钇水溶液的质量浓度为5%。
[0046](3