本发明涉及一种三明治型sic复合材料及其制备工艺。
背景技术：
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐腐蚀、耐高温、耐磨性能好，功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料，用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。然而碳化硅产品的制备工艺复杂，烧结温度高（一般为2000℃以上），很难达到全致密度，限制了其应用范围。因此，降低碳化硅的成型温度，简化其制备工艺，并到达全致密度具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种三明治型sic复合材料及其制备工艺。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种三明治型sic复合材料，其特征在于:所述复合材料由5wt%的cu50zr40ti10片状非晶合金粉末与95wt%的sic/nip球形复合粉末均匀混合后，再进行热压成型而获得的完全致密的块体复合材料，其中所述cu50zr40ti10片状非晶合金粉末是通过球磨cu50zr40ti10球形雾化非晶粉末而获得，其玻璃转变温度为306.5℃，晶化温度为354.6℃；所述sic/nip球形复合粉末是通过化学镀方法在球形sic粉末上包裹nip非晶合金镀层而成。
本发明所得复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6k-1、导热系数为106.6w/m·k以及密度为4.25g/cm3。
本发明所述三明治型sic复合材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
本发明所述一种三明治型sic复合材料及其制备工艺与现有sic复合材料的制备工艺相比，具有如下显著不同的特征：（1）简化了sic复合材料的制备工艺，（2）采用cu50zr40ti10片状非晶合金粉末作为sic/ni-p球形复合粉末间隙间的填充剂和粘接剂，（3）通过cu50zr40ti10片状非晶合金粉末和ni-p非晶合金的玻璃转变温度与过冷液相区相似的原则，实现两种非晶合金粉末在其过冷液相区的液态特征联动变形而实现sic颗粒的成型，（4）大大降低了sic复合材料的成型温度，并实现了sic复合材料的全致密化。
本发明制成的产品分别用真空球磨罐球磨，油压机成型，xrd检测cu50zr40ti10片状非晶合金粉末的非晶态结构，扫描电子显微镜观察cu50zr40ti10片状非晶合金粉末的形貌，差热扫描量热计测量cu50zr40ti10片状非晶合金粉末的玻璃转变温度和晶化温度，热膨胀仪测量线膨胀系数，激光闪光仪测量导热系数，阿基米德法测量密度。
本发明一种三明治型sic复合材料的成分为5wt%的cu50zr40ti10片状非晶合金粉末和95wt%的sic/ni-p球形复合粉末，其线膨胀系数为7.6×10-6k-1、导热系数为106.6w/m·k以及密度为4.25g/cm3。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
用天平称取cu50zr40ti10球形雾化非晶粉末5克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得cu50zr40ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取sic球形粉末20克，放入烧杯中，加入浓度10%的hcl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将sic粉末清洗干净，再将清洗干净的sic粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的ph值为5.4，保温2小时后，获得sic/ni-p复合粉末；将1克cu50zr40ti10片状非晶合金粉末与19克sic/ni-p球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200mpa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6k-1、导热系数为106.6w/m·k以及密度为4.25g/cm3。
实施例2
用天平称取cu50zr40ti10球形雾化非晶粉末5克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得cu50zr40ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取sic球形粉末50克，放入烧杯中，加入浓度10%的hcl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将sic粉末清洗干净，再将清洗干净的sic粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的ph值为5.4，保温2小时后，获得sic/ni-p复合粉末；将2克cu50zr40ti10片状非晶合金粉末与38克sic/ni-p球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200mpa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6k-1、导热系数为106.6w/m·k以及密度为4.25g/cm3。
实施例3
用天平称取cu50zr40ti10球形雾化非晶粉末10克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得cu50zr40ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取sic球形粉末100克，放入烧杯中，加入浓度10%的hcl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将sic粉末清洗干净，再将清洗干净的sic粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的ph值为5.4，保温2小时后，获得sic/ni-p复合粉末；将5克cu50zr40ti10片状非晶合金粉末与95克sic/ni-p球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200mpa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6k-1、导热系数为106.6w/m·k以及密度为4.25g/cm3。