氧化锆基纳米陶瓷工模具材料及其制备方法与流程

文档序号:12395026阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种氧化锆基纳米陶瓷工模具材料,其特征在于,以钇稳定的纳米氧化锆为基体,添加微米氧化铝作为增强相,以微米钼、微米羰基镍和氧化石墨烯作为烧结助剂,经热压烧结而成,原料组分重量百分比为:氧化铝8~16%、氧化石墨烯1~3%、钼0.5~1.5%、羰基镍2~4%,其余为钇稳定的纳米氧化锆;其中,所述氧化石墨烯需要先加入N,N-二甲基甲酰胺的乙醇溶液中超声分散处理。

2.根据权利要求1所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料,其特征在于,所述钇稳定的纳米氧化锆含4~6mol%钇。

3.根据权利要求1所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料,其特征在于,所述钼的重量百分比为1~1.5%,所述羰基镍的重量百分比为2.5~3.5%,所述氧化石墨烯的重量百分比为3~5%。

4.如权利要求1至3任意一项所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按比例称取钇稳定的纳米氧化锆,以聚乙二醇为分散剂,以钇稳定的纳米氧化锆质量为基数计,分散剂的添加量为0.2~1.0wt%,以适量无水乙醇为分散介质,配成钇稳定的氧化锆悬浮液,搅拌并超声分散,调节悬浮液的pH值为3~4;

(2)按比例称取氧化铝进行球磨,然后在电热真空干燥箱中110~120℃温度下连续干燥,完全干燥后在惰性气体气流中过筛,加无水乙醇配成氧化铝悬浮液,充分搅拌与超声分散;

(3)按比例称取氧化石墨烯加入N,N-二甲基甲酰胺的乙醇溶液中超声分散,得到;

(4)将步骤1)的钇稳定的纳米氧化锆悬浮液、步骤2)氧化铝悬浮液以及步骤3)的氧化石墨烯悬浮液混合,加入钼与羰基镍混合,然后在温度为600~900℃共分解为金属氧化物,得到氧化石墨烯-金属氧化物复合材料;

(5)在氧化石墨烯-金属氧化物复合材料中加入有机粘剂溶剂,充分混合研磨,然后热压法烧结,在热压炉中将研磨混合物压模烧结成型。

5.根据权利要求4所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料的制备方法,其特征在于,所述N,N-二甲基甲酰胺的乙醇溶液的浓度为2~5mol/L。

6.根据权利要求4或5所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)热压法烧结工艺参数为:保温温度1100~1200℃,热压压力20~30MPa,保温时间40~80min,升温速率15~25℃/min。

7.根据权利要求4所述的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料的制备方法,所述有机粘剂溶剂为PVB和异丙醇按照重量比为1:1的比例混合而成。

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