本发明属于数控技术领域，具体为其中的电子元器件材料制备技术领域，尤其是一种用于数控设备的陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术：
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，如数控机床等。其技术涉及多个领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
综上，可以看出数控技术领域，各个电子元器件设备是实现该技术的重要载体，而且在连续的工作状态下，保持稳定的质量与工作效率，成为评判数控技术的重要指标。其中，作为数控技术领域的重要的电子元器件之一，变频器(variable-frequencydrive，vfd)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
因此，变频器需要保证其自身的结构稳定性和牢固性，才能实现有效的工作状态。如何使其具有耐磨、抗腐蚀、抗压力等高性能属性，成为本领域的重点研究方向。
陶瓷复合材料作为新兴的材料领域，通常具有不同材料相互取长补短的良好综合性能。复合材料兼有两种或两种以上材料的特点，能改善单一材料的性能，如提高强度、增加韧性和改善介电性能等。作为高温结构材料用的陶瓷复合材料，主要用于宇航，军工等部门。此外，在机械、化工、电子技术等领域也广泛采用各种陶瓷复合材料。
陶瓷复合材料是以陶瓷为基体与金属或各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品，其最高使用温度主要取决于基体特征。
将陶瓷复合材料有效结合应用于变频器中，这种方法尚未有相关研究报道，将具有巨大的研究潜力与开发前景。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于变频器的陶瓷复合材料及其制备方法，解决了陶瓷材料脆性易断裂的弱点，强化了其韧性和可靠性，增强了陶瓷复合材料的耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于变频器的陶瓷复合材料，按照重量份计包括陶瓷基体70-100份与金属复合材料30-50份、有机高分子材料10-20份、增韧补强陶瓷材料10-20份组成，其中所述陶瓷基体为包括氮化硅、碳化硅在内的高温结构陶瓷，所述增韧补强陶瓷材料包括由altib和altic中间合金制备而成的增韧剂；所述有机高分子材料包括塑料、橡胶和纤维；还包括改性助剂，所述改性助剂为sro、ta2o5、ceo2、cr2o3按照(2-5)：(3-6)：(1-2)：(1-2)的重量比组成。
进一步的，所述增韧补强陶瓷材料还包括由稀土氧化物la2o3与y2o3按照1：(1-2)的重量比组成的稀土增韧剂。
进一步的，所述改性助剂的添加量为陶瓷基体的2-5wt％。
进一步的，所述金属复合材料的组分按重量份计为：纳米碳化钼20-35份、钴5-15份、铬8-17份、碳化铌5-18份、氧化锆1-3份、碳化硅3-13份、铜4-9份、氧化铈10-12份、氧化铝1-3份、钛粉1-5份。
进一步的，所述有机高分子材料为由有机硅树脂、导热绝缘填料、晶须、铂金催化剂、含氢硅油、偶联剂组成的晶须增强有机材料。
上述的用于数控设备的陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将陶瓷基体陶瓷基体70-100份与金属复合材料30-50份、有机高分子材料10-20份、增韧补强陶瓷材料10-20份混合后研磨l.5-2.5h，将所得物料于100-200℃下干燥，后于550-650mpa下压制，在氮气氛围中，于1230-1280℃下烧结l.5-2.5h，后自然冷却，即得所述陶瓷复合材料。
有益效果：本发明的用于变频器的陶瓷复合材料及其制备方法，与现有技术相比，具有以下优势：解决了陶瓷材料脆性易断裂的弱点，强化了其韧性和可靠性，增强了陶瓷复合材料的耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，因此，适合用于变频器中，同时兼备高强度和高韧性的优势。本发明复合材料还具有优良的耐磨损性和耐高温性能；本发明制备方法简单易行，适于大范围推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种用于变频器的陶瓷复合材料，按照重量份计包括陶瓷基体70份与金属复合材料30份、有机高分子材料10份、增韧补强陶瓷材料10份组成，其中所述陶瓷基体为包括氮化硅、碳化硅在内的高温结构陶瓷，所述增韧补强陶瓷材料包括由altib和altic中间合金制备而成的增韧剂，还包括由稀土氧化物la2o3与y2o3按照1：1的重量比组成的稀土增韧剂；所述有机高分子材料包括塑料、橡胶和纤维；还包括改性助剂，所述改性助剂为sro、ta2o5、ceo2、cr2o3按照2：6：2：1的重量比组成，改性助剂的添加量为陶瓷基体的2wt％。
所述金属复合材料的组分按重量份计为：纳米碳化钼20份、钴5份、铬8份、碳化铌5份、氧化锆1份、碳化硅3份、铜4份、氧化铈10份、氧化铝1份、钛粉1份。
所述有机高分子材料为由有机硅树脂、导热绝缘填料、晶须、铂金催化剂、含氢硅油、偶联剂组成的晶须增强有机材料。
上述的用于数控设备的陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将陶瓷基体陶瓷基体70份与金属复合材料30份、有机高分子材料10份、增韧补强陶瓷材料10份混合后研磨l.5h，将所得物料于100℃下干燥，后于550mpa下压制，在氮气氛围中，于1230℃下烧结l.5，后自然冷却，即得所述陶瓷复合材料。
本实施例制得的陶瓷复合材料具有优良的性能，其抗弯强度高达3200mpa，洛氏硬度达90，工作温度为-35～260℃，冲击强度60kj/m2。
实施例2
一种用于变频器的陶瓷复合材料，按照重量份计包括陶瓷基体100份与金属复合材料50份、有机高分子材料20份、增韧补强陶瓷材料20份组成，其中所述陶瓷基体为包括氮化硅、碳化硅在内的高温结构陶瓷，所述增韧补强陶瓷材料包括由altib和altic中间合金制备而成的增韧剂；所述有机高分子材料包括塑料、橡胶和纤维；还包括改性助剂，所述改性助剂为sro、ta2o5、ceo2、cr2o3按照5：3：1：2的重量比组成。
所述增韧补强陶瓷材料还包括由稀土氧化物la2o3与y2o3按照1：2的重量比组成的稀土增韧剂。
所述改性助剂的添加量为陶瓷基体的5wt％。
所述金属复合材料的组分按重量份计为：纳米碳化钼35份、钴15份、铬17份、碳化铌18份、氧化锆3份、碳化硅13份、铜9份、氧化铈12份、氧化铝3份、钛粉5份。
所述有机高分子材料为由有机硅树脂、导热绝缘填料、晶须、铂金催化剂、含氢硅油、偶联剂组成的晶须增强有机材料。
上述的用于数控设备的陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将陶瓷基体陶瓷基体100份与金属复合材料50份、有机高分子材料20份、增韧补强陶瓷材料20份混合后研磨2.5h，将所得物料于200℃下干燥，后于650mpa下压制，在氮气氛围中，于1280℃下烧结2.5h，后自然冷却，即得所述陶瓷复合材料。
本实施例制得的陶瓷复合材料具有优良的性能，其抗弯强度高达3900mpa，洛氏硬度达95，工作温度为-35～260℃，冲击强度80kj/m2。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。