一种片状ALON/WC复合材料的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310611207.8

申请日:

2013.11.28

公开号:

CN103641479A

公开日:

2014.03.19

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):C04B 35/56申请日:20131128授权公告日:20150805终止日期:20151128|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/56申请日:20131128|||公开

IPC分类号:

C04B35/56

主分类号:

C04B35/56

申请人:

山东理工大学

发明人:

唐竹兴

地址:

255086 山东省淄博市高新技术开发区高创园D座1012室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种片状AlON/WC复合材料的制备方法,其特征在于,将片状AlON粉体和WC陶瓷粉体以重量比为10~50:100比例均匀混合,在1600~2000℃的温度下氩气气氛热压烧制30~180分钟制成片状AlON/WC复合材料。本发明制备的片状AlON/WC复合材料,具有可加工性,片状AlON、WC相分布均匀、含量可控,可加工性能、力学性能和热学性能优良。

权利要求书

权利要求书
1.  一种片状AlON/WC复合材料的制备方法,其特征在于:将片状AlON粉体和WC陶瓷粉体以重量比为10~50:100比例均匀混合,在1600~2000℃的温度下氩气气氛热压烧制30~180分钟制成片状AlON/WC复合材料,其中片状AlON粉体 为AlN和Al2O3的摩尔比为2~5。

说明书

说明书一种片状AlON/WC复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种片状AlON/WC复合材料,属于陶瓷制备技术领域。
背景技术
陶瓷材料具有许多优良的性能,但是,由于陶瓷材料硬度大,制备精密尺寸陶瓷部件时,只有通过金刚石磨料砂轮磨削,制造成本非常高。所以,人们一直在寻找一种方法,即既能满足基本力学性能要求又能进行机械加工获得精密尺寸陶瓷部件的方法。20世纪90年代,日本学者Niihara等人采用Si3N4颗粒包覆h-BN制备出强度高可加工陶瓷部件,为高性能可加工陶瓷部件的制备开辟了一条新途径;2002年,李永利等在 “纳米BN包覆的Al2O3复合粉的制备及其烧结性能研究”中采用分析纯试剂CO(N2) 2和H3BO3以摩尔比1:4混合,在研钵中充分研磨后,与高纯Al2O3粉(平均粒径03μm)一起放入塑料桶中以无水乙醇为介质,使用氧化铝磨球,湿磨混料,然后烘干(同时搅拌),再球磨,在氢气气氛下制成Al2O3-h-BN可加工陶瓷;2004年董艳玲等在“TiB2一BN复相陶瓷的制备工艺及性能研究”中将TiB2、BN和Ni粉按一定比例称量,分别以不同混料方式混料,将混合浆料干燥和过筛,并将均匀的混合料装入涂有BN 的石墨模具中,置于等离子放电热压炉中在Ar气保护进行烧结制备出TiB2-h-BN可加工陶瓷部件;2009年,张巨先在“低介电损耗AIN陶瓷及BN-AIN基陶瓷材料研究”中采用硼酸和尿素与AlN粉体混合在氮气氛下烧制制成AlN-h-BN可加工陶瓷。在上述体系中除了Si3N4-h-BN等可加工陶瓷的抗弯强度可以达到950MPa.以外,如TiB2-h-BN,AlN-h-BN可加工陶瓷,抗强度也只有154 MPa.左右。因此采用通常的混合、化学法h-BN包覆技术制备的可加工陶瓷材料的抗弯强度较低。2012年,山东理工大学在研究AlN- Al2O3二元固溶体时发现片状AlON相,为制备可加工陶瓷提供了新的途径。
发明内容
本发明的目的在于为可加工陶瓷的制备提供一条新的途径。其技术方法为:
一种片状AlON/WC复合材料的制备方法,采用片状AlON粉体与WC陶瓷粉体以重量比为10~50:100比例均匀混合,在1600~2000℃的温度下氩气气氛热压烧制30~180分钟制成片状AlON/WC复合材料,其中,片状AlON粉体 为AlN和Al2O3的摩尔比为2~5。
本发明与现有技术相比,其优点为:
1、本发明生产片状AlON/WC复合材料显微结构均匀,强度高,整体可靠性高;
2、所制备的片状AlON/WC复合材料具有良好的可加工性能;
3、片状AlON/WC复合材料具有优良的抗氧化性能、力学性能及热学性能。
具体实施方式
实施例1
将粒度为2μm片状AlON粉体和粒度为1μmWC陶瓷粉体以重量比为10:100比例均匀混合,在1600℃的温度下氩气气氛热压烧制30分钟制成片状AlON/WC复合材料,其中,片状AlON粉体 为AlN和Al2O3的摩尔之比为2。
实施例2
将粒度为1μm片状AlON粉体和粒度为3μmWC陶瓷粉体以重量比为30:100比例均匀混合,在1800℃的温度下氩气气氛热压烧制110分钟制成片状AlON/WC复合材料,其中,片状AlON粉体 为AlN和Al2O3的摩尔之比为3.5。
实施例3
将粒度为3μm片状AlON粉体和粒度为2μmWC陶瓷粉体以重量比为50:100比例均匀混合,在2000℃的温度下氩气气氛热压烧制180分钟制成片状AlON/WC复合材料,其中,片状AlON粉体 为AlN和Al2O3的摩尔之比为5。

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1、(10)申请公布号 CN 103641479 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103641479 A (21)申请号 201310611207.8 (22)申请日 2013.11.28 C04B 35/56(2006.01) (71)申请人 山东理工大学 地址 255086 山东省淄博市高新技术开发区 高创园 D 座 1012 室 (72)发明人 唐竹兴 (54) 发明名称 一种片状 AlON/WC 复合材料的制备方法 (57) 摘要 一种片状 AlON/WC 复合材料的制备方法, 其 特征在于, 将片状AlON粉体和WC陶瓷粉体以重量 比为1050 : 100比例均匀混合。

2、, 在16002000的 温度下氩气气氛热压烧制 30180 分钟制成片状 AlON/WC 复合材料。本发明制备的片状 AlON/WC 复合材料, 具有可加工性, 片状 AlON、 WC 相分布均 匀、 含量可控, 可加工性能、 力学性能和热学性能 优良。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 (10)申请公布号 CN 103641479 A CN 103641479 A 1/1 页 2 1. 一种片状 AlON/WC 复合材料的制备方法, 其特征在于 : 将片状 AlON 粉体和 W。

3、C 陶 瓷粉体以重量比为 1050 : 100 比例均匀混合, 在 16002000的温度下氩气气氛热压烧制 30180 分钟制成片状 AlON/WC 复合材料, 其中片状 AlON 粉体 为 AlN 和 Al2O3的摩尔比为 25。 权 利 要 求 书 CN 103641479 A 2 1/2 页 3 一种片状 AlON/WC 复合材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种片状 AlON/WC 复合材料, 属于陶瓷制备技术领域。 背景技术 0002 陶瓷材料具有许多优良的性能, 但是, 由于陶瓷材料硬度大, 制备精密尺寸陶瓷部 件时, 只有通过金刚石磨料砂轮磨削, 制造成本非常高。所。

4、以, 人们一直在寻找一种方法, 即既能满足基本力学性能要求又能进行机械加工获得精密尺寸陶瓷部件的方法。20 世纪 90 年代, 日本学者 Niihara 等人采用 Si3N4颗粒包覆 h-BN 制备出强度高可加工陶瓷部件, 为高性能可加工陶瓷部件的制备开辟了一条新途径 ; 2002 年, 李永利等在 “纳米 BN 包覆的 Al2O3复合粉的制备及其烧结性能研究” 中采用分析纯试剂 CO(N2) 2和 H3BO3以摩尔比 1 : 4 混合, 在研钵中充分研磨后, 与高纯 Al2O3粉 ( 平均粒径 03m) 一起放入塑料桶中以无水乙 醇为介质, 使用氧化铝磨球, 湿磨混料, 然后烘干 ( 同时搅。

5、拌 ), 再球磨, 在氢气气氛下制成 Al2O3-h-BN 可加工陶瓷 ; 2004 年董艳玲等在 “TiB2一 BN 复相陶瓷的制备工艺及性能研究” 中将 TiB2、 BN 和 Ni 粉按一定比例称量, 分别以不同混料方式混料, 将混合浆料干燥和过筛, 并将均匀的混合料装入涂有 BN 的石墨模具中, 置于等离子放电热压炉中在 Ar 气保护进行 烧结制备出 TiB2-h-BN 可加工陶瓷部件 ; 2009 年, 张巨先在 “低介电损耗 AIN 陶瓷及 BN-AIN 基陶瓷材料研究” 中采用硼酸和尿素与AlN粉体混合在氮气氛下烧制制成AlN-h-BN可加工 陶瓷。在上述体系中除了 Si3N4-h。

6、-BN 等可加工陶瓷的抗弯强度可以达到 950MPa. 以外, 如 TiB2-h-BN, AlN-h-BN 可加工陶瓷, 抗强度也只有 154 MPa. 左右。因此采用通常的混合、 化 学法h-BN包覆技术制备的可加工陶瓷材料的抗弯强度较低。 2012年, 山东理工大学在研究 AlN- Al2O3二元固溶体时发现片状 AlON 相, 为制备可加工陶瓷提供了新的途径。 发明内容 0003 本发明的目的在于为可加工陶瓷的制备提供一条新的途径。其技术方法为 : 一种片状 AlON/WC 复合材料的制备方法, 采用片状 AlON 粉体与 WC 陶瓷粉体以重量比 为 1050 : 100 比例均匀混合,。

7、 在 16002000的温度下氩气气氛热压烧制 30180 分钟制成 片状 AlON/WC 复合材料, 其中, 片状 AlON 粉体 为 AlN 和 Al2O3的摩尔比为 25。 0004 本发明与现有技术相比, 其优点为 : 1、 本发明生产片状 AlON/WC 复合材料显微结构均匀, 强度高, 整体可靠性高 ; 2、 所制备的片状 AlON/WC 复合材料具有良好的可加工性能 ; 3、 片状 AlON/WC 复合材料具有优良的抗氧化性能、 力学性能及热学性能。 具体实施方式 0005 实施例 1 将粒度为 2m 片状 AlON 粉体和粒度为 1mWC 陶瓷粉体以重量比为 10 : 100 。

8、比例均匀混 合, 在 1600的温度下氩气气氛热压烧制 30 分钟制成片状 AlON/WC 复合材料, 其中, 片状 说 明 书 CN 103641479 A 3 2/2 页 4 AlON 粉体 为 AlN 和 Al2O3的摩尔之比为 2。 0006 实施例 2 将粒度为 1m 片状 AlON 粉体和粒度为 3mWC 陶瓷粉体以重量比为 30 : 100 比例均匀混 合, 在 1800的温度下氩气气氛热压烧制 110 分钟制成片状 AlON/WC 复合材料, 其中, 片状 AlON 粉体 为 AlN 和 Al2O3的摩尔之比为 3.5。 0007 实施例 3 将粒度为 3m 片状 AlON 粉体和粒度为 2mWC 陶瓷粉体以重量比为 50 : 100 比例均匀混 合, 在 2000的温度下氩气气氛热压烧制 180 分钟制成片状 AlON/WC 复合材料, 其中, 片状 AlON 粉体 为 AlN 和 Al2O3的摩尔之比为 5。 说 明 书 CN 103641479 A 4 。

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