一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法与流程

文档序号:15799941发布日期:2018-11-02 21:21阅读:401来源:国知局

本发明涉及一种复合陶瓷技术领域,具体为一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法。

背景技术

复合陶瓷材料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。目前,现有的复合陶瓷材料还存在着一些不足的地方,例如;现有的复合陶瓷材料不具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点,增加了陶瓷的制造成本,降低了陶瓷生产中的简便性,缩短了陶瓷的使用寿命,提高了陶瓷的损坏机率。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法,解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法,制备方法步骤如下:

a.首先将碳化硅、碳化硼、氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维、氧化铝粉、抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠、氯化锌、粘接剂和润滑剂等原料按照重量份数称取好;

b.待步骤a完成后,再将称取好的碳化硅和碳化硼放入到研磨机中进行研磨,再将研磨好的好的碳化硅和碳化硼放入到100-200目漏筛中进行筛选;

c.待步骤b完成后,接着再将筛选好碳化硅和碳化硼粉末倒入到混合器中加水进行混合,接着再将氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维和氧化铝粉加入到混合器中进行搅拌混合;

d.待步骤c完成后,再将抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠和氯化锌倒入到步骤c的混合器中,然后再加入水进行混合,接着再将混合好的原料倒入到模具中进行布料;

e.待步骤d完成后,再将装有混合原料的模具放入到真空环境的烧结炉中进行烧结,烧结过程中的温度为1500~1750℃,保温2~4小时后制得碳化硅/碳化硼复合陶瓷。

作为本发明的一种优选实施方式,所述步骤a中包括以下原料及其重量分数:碳化硅20—30g质量份;碳化硼为20—40g质量份;氯化钠为10—30g质量份;粉煤灰15—35g质量份;玻璃纤维为15—25g质量份;氧化铝粉为10—20g质量份;抗裂剂为35—50g质量份;成型剂为5—10g质量份、气化剂为5—10g质量份、碳酸氢钠为5—10g质量份和氯化锌为5—10g质量份、粘接剂为10—20g质量份;润滑剂为1—5g质量份。

作为本发明的一种优选实施方式,所述步骤a中包括以下原料及其重量分数:碳化硅20g质量份;碳化硼为40g质量份;氯化钠为10g质量份;粉煤灰15g质量份;玻璃纤维为15g质量份;氧化铝粉为10g质量份;抗裂剂为35g质量份;成型剂为5g质量份、气化剂为5g质量份、碳酸氢钠为5g质量份和氯化锌为5g质量份、粘接剂为10g质量份;润滑剂为1g质量份。

作为本发明的一种优选实施方式,所述原料采用的是高精度的电子秤进行称取,在使用电子秤称取前要进行对电子秤进行校准,让电子秤的示数处于零的位置。

作为本发明的一种优选实施方式,所述混合器采用搅拌、加热一体机,所述搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆,所述加热时的加热器采用高频感应加热器,所述混合器搅拌时电机的转速为1500r/min,所述混合器在加热时的内部温度为70℃,加热的时间为10min。

作为本发明的一种优选实施方式,所述混合原料倒入到模具进行布料时要注意原料的分布均匀度,需要一层一层进行布料,每布一层料的时候需要使用压板进行压制。

作为本发明的一种优选实施方式,所述抗裂剂采用高性能膨胀抗裂剂制作。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法,通过碳化硅和碳化硼加入,让陶瓷具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点,降低了陶瓷的制造成本,提高了陶瓷生产中的简便性,延长了陶瓷的使用寿命,降低了陶瓷的损坏机率。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

本发明提供一种技术方案:一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料的制备方法,制备方法步骤如下:

a.首先将碳化硅、碳化硼、氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维、氧化铝粉、抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠、氯化锌、粘接剂和润滑剂等原料按照重量份数称取好;

b.待步骤a完成后,再将称取好的碳化硅和碳化硼放入到研磨机中进行研磨,再将研磨好的好的碳化硅和碳化硼放入到100-200目漏筛中进行筛选;

c.待步骤b完成后,接着再将筛选好碳化硅和碳化硼粉末倒入到混合器中加水进行混合,接着再将氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维和氧化铝粉加入到混合器中进行搅拌混合;

d.待步骤c完成后,再将抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠和氯化锌倒入到步骤c的混合器中,然后再加入水进行混合,接着再将混合好的原料倒入到模具中进行布料;

e.待步骤d完成后,再将装有混合原料的模具放入到真空环境的烧结炉中进行烧结,烧结过程中的温度为1500~1750℃,保温2~4小时后制得碳化硅/碳化硼复合陶瓷。

所述步骤a中包括以下原料及其重量分数:碳化硅20—30g质量份;碳化硼为20—40g质量份;氯化钠为10—30g质量份;粉煤灰15—35g质量份;玻璃纤维为15—25g质量份;氧化铝粉为10—20g质量份;抗裂剂为35—50g质量份;成型剂为5—10g质量份、气化剂为5—10g质量份、碳酸氢钠为5—10g质量份和氯化锌为5—10g质量份、粘接剂为10—20g质量份;润滑剂为1—5g质量份。

所述步骤a中包括以下原料及其重量分数:碳化硅20g质量份;碳化硼为40g质量份;氯化钠为10g质量份;粉煤灰15g质量份;玻璃纤维为15g质量份;氧化铝粉为10g质量份;抗裂剂为35g质量份;成型剂为5g质量份、气化剂为5g质量份、碳酸氢钠为5g质量份和氯化锌为5g质量份、粘接剂为10g质量份;润滑剂为1g质量份。

所述原料采用的是高精度的电子秤进行称取,在使用电子秤称取前要进行对电子秤进行校准,让电子秤的示数处于零的位置。

所述混合器采用搅拌、加热一体机,所述搅拌时的搅拌杆采用双螺旋搅拌杆,所述加热时的加热器采用高频感应加热器,所述混合器搅拌时电机的转速为1500r/min,所述混合器在加热时的内部温度为70℃,加热的时间为10min。

所述混合原料倒入到模具进行布料时要注意原料的分布均匀度,需要一层一层进行布料,每布一层料的时候需要使用压板进行压制。

所述抗裂剂采用高性能膨胀抗裂剂制作。

实施例一

所述一种碳化硅/碳化硼复合陶瓷材料包括以下原料及其重量分数:碳化硅20—30g质量份;碳化硼为20—40g质量份;氯化钠为10—30g质量份;粉煤灰15—35g质量份;玻璃纤维为15—25g质量份;氧化铝粉为10—20g质量份;抗裂剂为35—50g质量份;成型剂为5—10g质量份、气化剂为5—10g质量份、碳酸氢钠为5—10g质量份和氯化锌为5—10g质量份、粘接剂为10—20g质量份;润滑剂为1—5g质量份。

制备方法步骤如下:

a.首先将碳化硅、碳化硼、氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维、氧化铝粉、抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠、氯化锌、粘接剂和润滑剂等原料按照重量份数称取好;

b.待步骤a完成后,再将称取好的碳化硅和碳化硼放入到研磨机中进行研磨,再将研磨好的好的碳化硅和碳化硼放入到100-200目漏筛中进行筛选;

c.待步骤b完成后,接着再将筛选好碳化硅和碳化硼粉末倒入到混合器中加水进行混合,接着再将氯化钠、粉煤灰、玻璃纤维和氧化铝粉加入到混合器中进行搅拌混合;

d.待步骤c完成后,再将抗裂剂、成型剂、气化剂、碳酸氢钠和氯化锌倒入到步骤c的混合器中,然后再加入水进行混合,接着再将混合好的原料倒入到模具中进行布料;

e.待步骤d完成后,再将装有混合原料的模具放入到真空环境的烧结炉中进行烧结,烧结过程中的温度为1500~1750℃,保温2~4小时后制得碳化硅/碳化硼复合陶瓷。

传统陶瓷材料数据参数表1如下:

本发明陶瓷材料数据参数表2如下:

综上述,参照表1和表2的数据对比得到,通过碳化硅和碳化硼加入,让陶瓷具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点,降低了陶瓷的制造成本,提高了陶瓷生产中的简便性,延长了陶瓷的使用寿命,降低了陶瓷的损坏机率。

以上描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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