-SiC-B复合陶瓷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构陶瓷成分新调整及新工艺，扩大结构陶瓷成分体系及产业化制备技术的领域。
【背景技术】
[0002]二硅化钼及其复合材料具有高熔点/良好的高温抗氧化性和抗热冲击性、硬度高、蠕变小、耐腐蚀、耐磨损、良好的导电和导热性、以及稳定的电阻等优良特性。在冶金工业、陶瓷工业等各领域中得到了广泛应用。已经成为一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的结构陶瓷。
[0003]二硅化钼的挤压成型一直是材料界研究的热点。挤压成型是对放在模具模腔内的金属坯料施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向塑性变形，从挤压模的模孔中挤出而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法。近年来，挤出成型在陶瓷及复合材料的制备工艺中受到越来越多的重视，目前的研究与开发工作主要集中在各种挤压浆料的制备、挤压新工艺的应用开发，对挤压过程的理论分析研究以及理论对工艺、设备开发的指导等方面。随着陶瓷挤压工艺应用范围的进一步拓宽，挤压工艺的研究也变得越来越重要。
[0004]近年来对于二硅化钼及其复合材料挤出成型的研究进展，主要集中在对挤压浆料的制备技术、挤压新工艺的开发，以及对挤压过程的理论分析而指导工艺和设备开发工作方面。而对MoSi2-SiC-B复合陶瓷的制备及其挤压成型属于二硅化钼复合材料成分调整及新的成型技术。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于拓展二硅化钼复合材料的新配方，进行该复合材料成分调整，并提供可供产业化的挤压成型技术。该发明利用元素粉Mo、S1、C和B及其SiC粉末为原料，利用自配粘结剂为成型剂，通过其含量调整进行成型，通过反应熔渗技术进行烧结，获得MoSi2_SiC_B复合陶瓷。该法适用于工业规模。
[0006]本发明的技术方案是:一种挤压法制备MoSi2-SiC-B复合陶瓷的方法，它的步骤如下:
(1)将400目以上的元素粉Mo、S1、C和B及SiC粉末球磨混料，所述Mo、S1、C和B及SiC粉末的重量比为50-80: 20-35: 1-10: 0.1-5: 5_30，然后加入粘结剂，粘结剂的重量为Mo、S1、C和B及S i C粉末总重量的20-50%，得到泥料；
(2)将泥料反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，并在烘箱中于80-120°C烘干1-10小时，得到坯料；
(3)将坯料放入铺有Si粉的坩祸中置入真空炉，Si粉的重量为Mo、S1、C和B及SiC粉末总重量的5-20%，将以上坯料移入铺有金属Si粉的真空烧结炉中，保持真空度在10—IlCT3Pa,升温速率为l-10°C/min，然后在1400-1480°C保温10_60min，并降低真空度保持；升温至1500-1550°C保温10-60min，并降低真空度保持;升温至1550-1700 °C保温5-40min，提高真空度保持，冷却后得道MoSi2-SiC-B复合陶瓷。
[0007]所述粘结剂为聚乙二醇、水和聚丙烯酰胺的混合物，聚乙二醇、水与聚丙烯酰胺的质量比为10:25:5。
[0008]本发明的有益效果是:本发明利用元素粉Mo、S1、C和B及其SiC粉末为原料，利用自配粘结剂为成型剂，通过其含量调整进行挤出成型，通过反应熔渗技术进行烧结，获得MoSi2-SiC-B复合陶瓷。MoSi2-SiC-B复合陶瓷的密度保持在4.59g/cm3以上，适用于工业规模。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
分别按比例称量此、51、(:和8及其51(:粉末1478、778、158、6(^、1.58，均匀混合后球磨48hr，将以上粉料加入90g的后混合并反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，空气中晾干后在100度烘箱中烘干，移至铺有30g金属硅粉的真空烧结炉中进行烧结，升温速度为3°C/min，真空度为10—3Pa左右，升温至1400-1450°C，降低真空度为10—1Pa,保温30min;升温至1550°C，保温30min，真空度为10—1Pa,升温至1650°C，保温lOmin，真空度为10—3Pa,然后随炉冷却，降温取料，测的MoSi2-SiC-B复合陶瓷密度为4.59 g/cm3。
[0010]实施例2
分别按比例称量此、31、(:和8及其31(:粉末1758、6(^、3.68、6(^、1.58，均匀混合后球磨48hr，将以上粉料加入90g的后混合并反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，空气中晾干后在100度烘箱中烘干，移至铺有32g金属硅粉的真空烧结炉中进行烧结，升温速度为5°C/min，真空度为10—3Pa左右，升温至1400-1450°C，降低真空度为10—1Pa,保温30min;升温至1550°C，保温30min，真空度为10—1Pa,升温至1650°C，保温lOmin，真空度为10—3Pa,然后随炉冷却，降温取料，测的MoSi2-SiC-B复合陶瓷密度为4.60 g/cm3。
[0011]实施例3
一种挤压法制备MoS i 2-S i C-B复合陶瓷的方法，它的步骤如下:
(1)将400目以上的元素粉Mo、S1、C和B及SiC粉末球磨混料，所述Mo、S1、C和B及SiC粉末的重量比为50 = 20:1:0.1:5,然后加入粘结剂，粘结剂的重量为Mo、S1、C和B及SiC粉末总重量的20%，得到泥料；
(2)将泥料反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，并在烘箱中于80°C烘干I小时，得到坯料；
(3)将坯料放入铺有Si粉的坩祸中置入真空炉，Si粉的重量为Mo、S1、C和B及SiC粉末总重量的5%，将以上坯料移入铺有金属Si粉的真空烧结炉中，保持真空度在10—1 Pa，升温速率为l°C/min，然后在1400°C保温lOmin，并降低真空度保持;升温至1500°C保温lOmin，并降低真空度保持;升温至1550°C保温5min，提高真空度保持，冷却后得道MoSi2-SiC-B复合陶瓷。
[0012]实施例4
一种挤压法制备MoS i 2-S i C-B复合陶瓷的方法，它的步骤如下:
(I)将400目以上的元素粉Mo、S1、C和B及SiC粉末球磨混料，所述Mo、S1、C和B及SiC粉末的重量比为80:35:10:5:30,然后加入粘结剂，粘结剂的重量为Mo、S1、C和B及SiC粉末总重量的50%，得到泥料；
(2)将泥料反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，并在烘箱中于120°C烘干10小时，得到坯料；
(3)将坯料放入铺有Si粉的坩祸中置入真空炉，Si粉的重量为Mo、S1、C和B及SiC粉末总重量的20%，将以上坯料移入铺有金属Si粉的真空烧结炉中，保持真空度在10—3Pa,升温速率为10°C/min，然后在1480°C保温60min，并降低真空度保持;升温至1550°C保温60min，并降低真空度保持;升温至1700°C保温40min，提高真空度保持，冷却后得道MoSi2-SiC-B复合陶
bL.0
[0013]上述实施例中，粘结剂为聚乙二醇、水和聚丙烯酰胺的混合物，聚乙二醇、水与聚丙烯酰胺的质量比为10:25:5。
【主权项】
1.一种挤压法制备MoSi2-SiC-B复合陶瓷的方法，其特征在于，它的步骤如下: (1)将400目以上的元素粉Mo、S1、C和B及SiC粉末球磨混料，所述Mo、S1、C和B及SiC粉末的重量比为50-80: 20-35: 1-10: 0.1-5: 5_30，然后加入粘结剂，粘结剂的重量为Mo、S1、C和B及S i C粉末总重量的20-50%，得到泥料； (2)将泥料反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，并在烘箱中于80-120°C烘干1-10小时，得到坯料； (3 )将坯料放入铺有S i粉的坩祸中置入真空炉，S i粉的重量为Mo、S 1、C和B及S i C粉末总重量的5-20%，将以上坯料移入铺有金属Si粉的真空烧结炉中，保持真空度在10—IlCT3Pa,升温速率为l-10°C/min，然后在1400-1480°C保温10_60min，并降低真空度保持；升温至1500-1550°C保温10_60min，并降低真空度保持;升温至1550-1700 °C保温5-40min，提高真空度保持，冷却后得道MoSi2-SiC-B复合陶瓷。2.根据权利要求1所述的挤压法制备MoSi2-SiC-B复合陶瓷的方法，其特征在于:所述粘结剂为聚乙二醇、水和聚丙烯酰胺的混合物，聚乙二醇、水与聚丙烯酰胺的质量比为10:25:5。
【专利摘要】本发明公开了一种挤压法制备MoSi2-SiC-B复合陶瓷的方法，它的步骤如下：（1）将400目以上的元素粉Mo、Si、C和B及SiC粉末球磨混料，得到泥料；（2）将泥料反复练泥、静置、挤出调整，然后挤出成型，并在烘箱中于80-120℃烘干1-10小时，得到坯料；（3）将坯料放入铺有Si粉的坩埚中置入真空炉，冷却后得道MoSi2-SiC-B复合陶瓷。本发明利用元素粉Mo、Si、C和B及其SiC粉末为原料，获得MoSi2-SiC-B复合陶瓷。MoSi2-SiC-B复合陶瓷的密度保持在4.59g/cm3以上，适用于工业规模。
【IPC分类】C04B35/65, C04B35/58, C04B35/634
【公开号】CN105565817
【申请号】CN201510913913
【发明人】张小立, 孙萌, 张留学, 赵国朋, 刘 英, 何方, 樊平, 张振国, 汤峰
【申请人】中原工学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月12日