一種高性能陶瓷基複合材料的製作方法

2023-07-11 08:14:51 2

本發明涉及一種高性能陶瓷基複合材料，屬於陶瓷基複合材料技術領域。

背景技術：

陶瓷複合材料是複合材料中的一種，是目前材料科學領域非常重視的一種複合材料。陶瓷複合材料一般具有熔點高,抗氧化,抗腐蝕,耐高溫和耐磨損等特點，因此得到廣泛的使用，例如用於航空航天領域的耐高溫高強度的陶瓷材料,用於化工領域的耐高溫抗腐蝕和抗氧化的陶瓷材料，還有可用於飛機,高速列車和高速跑車等交通工具的耐高溫,高強度和耐磨的制動材料。

陶瓷基複合材料是以陶瓷為基體與各種纖維複合的一類複合材料。陶瓷基體可為氮化矽,碳化矽等高溫結構陶瓷。這些先進陶瓷具有耐高溫,高強度和剛度,相對重量較輕,抗腐蝕等優異性能，而其致命的弱點是具有脆性，處於應力狀態時，會產生裂紋，甚至斷裂導致材料失效。而採用高強度,高彈性的纖維與基體複合，則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴展，從而得到有優良韌性的纖維增強陶瓷基複合材料。陶瓷基複合材料具有優異的耐高溫性能，主要用作高溫及耐磨製品。其最高使用溫度主要取決於基體特徵。陶瓷基複合材料的缺點是抗彎強度不高，且斷裂韌性低，並且一般製備工藝複雜,製備成本高。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種高性能陶瓷基複合材料。

本發明的高性能陶瓷基複合材料由以下重量份原料組成：硼酸鈣10-15份，碳化鎢陶瓷顆粒15-20份，混雜纖維5-10份，大同土6-10份，氧化鎳1-8份，氧化鐵4-8份，二氧化矽8-12份，二甲基苯胺4-10份，多聚甲醛5-36份，甲基丙烯磺酸鈉2-13份，碳化鈦5-8份，三氧化二硼粉4-10份,二氧化鋯粉18-30份，潤滑劑25-42份,抗靜電劑4-7份,燒結助劑3-7份。

進一步優選，所述的高性能陶瓷基複合材料由以下重量份原料組成：硼酸鈣13份，碳化鎢陶瓷顆粒18份，混雜纖維8份，大同土8份，氧化鎳5份，氧化鐵6份，二氧化矽10份，二甲基苯胺6份，多聚甲醛18份，甲基丙烯磺酸鈉6份，碳化鈦7份，三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份，潤滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結助劑5份。

作為優選，所述的混雜纖維包含聚丙烯腈(pan)炭纖維,高矽氧短纖維,矽酸鋁短纖維。

作為優選，所述的混雜纖維長徑比50-80，直徑2-4微米。

作為優選，所述的燒結助劑劑選用氧化鋁或者釔鋁石榴石，粒徑範圍0.5～1微米。

本發明的有益效果：此種陶瓷複合材料在保持較好強度,硬度的情況下，具有一定的韌性，具有非常優越的綜合性能，密度小，可大幅減小製品的重量，耐熱性能好，化學穩定性，並且生產工藝簡單，生產成本低，生產效率高，適合工業化生產。

具體實施方式：

本具體實施方式採用以下技術方案：所述的高性能陶瓷基複合材料由以下重量份原料組成：硼酸鈣10-15份，碳化鎢陶瓷顆粒15-20份，混雜纖維5-10份，大同土6-10份，氧化鎳1-8份，氧化鐵4-8份，二氧化矽8-12份，二甲基苯胺4-10份，多聚甲醛5-36份，甲基丙烯磺酸鈉2-13份，碳化鈦5-8份，三氧化二硼粉4-10份,二氧化鋯粉18-30份，潤滑劑25-42份,抗靜電劑4-7份,燒結助劑3-7份。

進一步優選，所述的高性能陶瓷基複合材料由以下重量份原料組成：硼酸鈣13份，碳化鎢陶瓷顆粒18份，混雜纖維8份，大同土8份，氧化鎳5份，氧化鐵6份，二氧化矽10份，二甲基苯胺6份，多聚甲醛18份，甲基丙烯磺酸鈉6份，碳化鈦7份，三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份，潤滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結助劑5份。

作為優選，所述的混雜纖維包含聚丙烯腈(pan)炭纖維,高矽氧短纖維,矽酸鋁短纖維。

作為優選，所述的混雜纖維長徑比50-80，直徑2-4微米。

作為優選，所述的燒結助劑劑選用氧化鋁或者釔鋁石榴石，粒徑範圍0.5～1微米。

實施例1：高性能陶瓷基複合材料a由以下重量份原料組成：硼酸鈣13份，碳化鎢陶瓷顆粒18份，混雜纖維8份，大同土8份，氧化鎳5份，氧化鐵6份，二氧化矽10份，二甲基苯胺6份，多聚甲醛18份，甲基丙烯磺酸鈉6份，碳化鈦7份，三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份，潤滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結助劑5份。

實施例2：高性能陶瓷基複合材料b由以下重量份原料組成：硼酸鈣10份，碳化鎢陶瓷顆粒15份，混雜纖維5份，大同土6份，氧化鎳1份，氧化鐵4份，二氧化矽8份，二甲基苯胺4份，多聚甲醛5份，甲基丙烯磺酸鈉2份，碳化鈦5份，三氧化二硼粉4份,二氧化鋯粉18份，潤滑劑25份,抗靜電劑4份,燒結助劑3份。

實施例3：高性能陶瓷基複合材料c由以下重量份原料組成：硼酸鈣15份，碳化鎢陶瓷顆粒20份，混雜纖維10份，大同土10份，氧化鎳8份，氧化鐵8份，二氧化矽12份，二甲基苯胺10份，多聚甲醛36份，甲基丙烯磺酸鈉13份，碳化鈦8份，三氧化二硼粉10份,二氧化鋯粉30份，潤滑劑42份,抗靜電劑7份,燒結助劑7份。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。