一种SiC‑Fe复合材料及其制备方法与流程

文档序号:11672897阅读:171来源:国知局

本发明涉及一种复合材料,具体涉及到一种sic-fe复合材料及其制备方法。

技术背景

sic陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀以及良好的抗热震性能和优良的导热性能等优点,是最重要的高温结构陶瓷之一,已成为制造航天发动机零部件或其他高温结构件的主要候选材料。fe具有良好的韧性和延展性,而且其合金化及热处理等加工工艺已经相当成熟,应用领域十分广阔。若能将二者结合起来必将产生一种新型高耐磨、耐高温、低成本的结构材料,具有极其深远的现实意义。但是,目前有关sic/金属复合材料的研究主要集中在以镁铝等轻金属为基体上有关铁基的报道还比较少。现有研究表明sic与绝大多数过渡金属(fe,ni,co等)高温反应活性大,界面相容性低,其中sic/fe体系在7000c左右就已经明显反应,稳定性极差阻”,严重制约了sic/金属复合材料的发展。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种sic-fe复合材料,还提供了所述sic-fe复合材料的制备方法。

为实现上述目的,所采取的技术方案:

一种sic-fe复合材料,其特征在于,包含以下重量份的原料:

二氧化硅:20~50份;碳粉:20~40份;铁粉:20~40份。

优选地,所述的一种sic-fe复合材料,其特征在于,包含以下重量份的原料:

二氧化硅:30~40份;碳粉:30~40份;铁粉:30~40份。

优选地,1所述的一种sic-fe复合材料,其特征在于,包含以下重量份的原料:

二氧化硅:40份;碳粉:40份;铁粉:30份。

优选地,所述的一种sic-fe复合材料,其特征在于,所述的二氧化硅纯度为99%,碳粉纯度为99%,铁粉为还原铁粉,纯度为97%。

一种sic-fe复合材料,其特征在于,包括以下制备步骤:

(1)按重量份称取相应分数的原料,将二氧化硅和碳粉制备成悬浊液,调节ph为2,搅拌1h,得到组分a;

(2)在组分a中加入cuso4溶液,搅拌1h,得到组分b;

(3)将组分b进行抽滤、清洗后干燥后与铁粉进行球磨混合,得到组分c;

(4)将组分c进行烧结,烧结温度为1100℃,升温速率为120℃/h保温2h,随炉冷却。

有益效果

本发明的有益效果在于:本发明提供了一种sic-fe复合材料,通过体包裹技术解决fe和sic稳定性差的问题,即在sic颗粒表面包覆上一层cu微晶,以cu作为过渡层,改善其界面相容性。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明所述sic-fe复合材料的一种实施例,所述的sic-fe复合材料是通过采用粉体包裹技术进行制备,按所述sic-fe复合材料的重量份数计,二氧化硅:40份;碳粉:40份;铁粉:30份。

上述含铬的sic-fe复合材料的制备方法的一种实施例,所述方法包括以下步骤:

(1)按重量份称取相应分数的原料,将二氧化硅和碳粉制备成悬浊液,调节ph为2,搅拌1h;

(2)在组分a中加入cuso4溶液,搅拌1h;

(3)将组分b进行抽滤、清洗后干燥后与铁粉进行球磨混合;

(4)将组分c进行烧结,烧结温度为1100℃,升温速率为120℃/h保温2h,随炉冷却。

实施例2

本发明所述sic-fe复合材料的一种实施例,所述的sic-fe复合材料是通过采用粉体包裹技术进行制备,按所述sic-fe复合材料的重量份数计,二氧化硅:20份;碳粉:30份;铁粉:30份。

上述含铬的sic-fe复合材料的制备方法的一种实施例,所述方法包括以下步骤:

(1)按重量份称取相应分数的原料,将二氧化硅和碳粉制备成悬浊液,调节ph为2,搅拌1h;

(2)在组分a中加入cuso4溶液,搅拌1h;

(3)将组分b进行抽滤、清洗后干燥后与铁粉进行球磨混合;

(4)将组分c进行烧结,烧结温度为1100℃,升温速率为120℃/h保温2h,随炉冷却。

实施例3

本发明所述sic-fe复合材料的一种实施例,所述的sic-fe复合材料是通过采用粉体包裹技术进行制备,按所述sic-fe复合材料的重量份数计,二氧化硅:40份;碳粉:40份;铁粉:30份。

上述含铬的sic-fe复合材料的制备方法的一种实施例,所述方法包括以下步骤:

(1)按重量份称取相应分数的原料,将二氧化硅和碳粉制备成悬浊液,调节ph为2,搅拌1h;

(2)在组分a中加入cuso4溶液,搅拌1h;

(3)将组分b进行抽滤、清洗后干燥后与铁粉进行球磨混合;

(4)将组分c进行烧结,烧结温度为1100℃,升温速率为120℃/h保温2h,随炉冷却。

实施例4

本实施例对实施例1~3所制备的sic-fe复合材料进行表征。

表1

由表1可以看出,本发明所的提供的sic-fe复合材料的等电点与sic的等电点对比可以看出,包裹后sic-fe颡粒的表面组成发生了变化。即sic颗粒被cu包裹上了,达到了对sic-fe表面改性的目的。且烧结后的sic-fe复合材料密度提高,断面没有气孔、裂纹等缺陷。

最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明做了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。



技术特征:

技术总结
本发明提供一种SiC‑Fe复合材料,所述的SiC‑Fe复合材料是通过粉体包裹技术制备而得。SiC陶瓷有高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀以及良好的抗热震性能和优良的导热性能等优点,而Fe具有良好的韧性和延展性,而且其合金化及热处理等加工工艺已经相当成熟,应用领域十分广阔。二者结合起来必将产生一种新型高耐磨、耐高温、低成本的结构材料。现有研究表明SiC与绝大多数过渡金属(Fe,Ni,Co等)高温反应活性大,界面相容性低,其中SiC‑Fe体系在7000c左右就已经明显反应,稳定性极差阻”,严重制约了SiC‑Fe金属复合材料的发展。本发明通过体包裹技术解决Fe和SiC稳定性差的问题,即在SiC颗粒表面包覆上一层Cu微晶,以Cu作为过渡层,改善其界面相容性。

技术研发人员:刘正英
受保护的技术使用者:佛山市尚好门窗有限责任公司
技术研发日:2016.11.26
技术公布日:2017.07.25
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