《一种用于高强度陶瓷材料及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种用于高强度陶瓷材料及其制备方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104211405A43申请公布日20141217CN104211405A21申请号201410395632222申请日20140813C04B35/565200601C04B35/62220060171申请人杨飞地址215000江苏省苏州市高新区大学科技园1701号72发明人杨飞74专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人连平54发明名称一种用于高强度陶瓷材料及其制备方法57摘要本发明提供一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为碳化硅9095WT，氧化镥510WT，所述碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒。
2、，D504508M；所述氧化镥的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。本发明还公开了该高强度陶瓷材料的制备方法。本发明提供的高强度陶瓷材料的其室温抗弯强度、断裂韧性均较好。51INTCL权利要求书1页说明书4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4页10申请公布号CN104211405ACN104211405A1/1页21一种用于高强度陶瓷材料，其特征在于其组成以及质量分数为碳化硅9095WT，氧化镥510WT。2根据权利要求1所述的一种用于高强度陶瓷材料，其特征在于其组成以及质量分数为碳化硅928WT，氧化镥72WT。3根据权利要求1所述的一种用于高。
3、强度陶瓷材料，其特征在于所述碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M。4根据权利要求1所述的一种用于高强度陶瓷材料，其特征在于所述氧化镥的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。5根据权利要求1至4任意一项所述的一种用于高强度陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤1按配方将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，磨球选用直径为515MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为241；2将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为12WT、23WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌。
4、，搅拌转速为300400R/MIN，搅拌56MIN形成均匀的助剂浆料；3将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120150R/MIN，球磨时间为46H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为135；4球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气1020MIN，排除混合浆料中的气泡；5将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥13H，烘干后放入石墨模具中；6在N2气氛保护下，以1530/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压053H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。6根据权利要求5所。
5、述的制备方法，其特征在于包括以下步骤1将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，其中碳化硅、氧化镥的质量分数分别为928WT、72WT，磨球选用直径为10MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为31；2将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为13WT、25WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350R/MIN，搅拌56MIN形成均匀的助剂浆料；3将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135R/MIN，球磨时间为45H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为135；4球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000P。
6、A下除气15MIN，排除混合浆料中的气泡；5将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥2H，烘干后放入石墨模具中；6在N2气氛保护下，以20/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压1H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。权利要求书CN104211405A1/4页3一种用于高强度陶瓷材料及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种高强度陶瓷材料，特别是涉及一种用于高强度陶瓷材料及其制备方法与应用。背景技术0002碳化硅陶瓷材料具有高硬度、耐氧化、耐腐蚀、抗冲击等优良性能，是一种很有前途的高温结构材料。尽管碳化硅陶瓷材。
7、料具有优良的综合性能，但在高温环境以及比较恶劣的工况下，陶瓷材料本身所固有的脆性仍然是其致命的弱点。一些复杂形状的零件由于碳化硅的脆性而无法制作，或者制作后容易断裂。所以，进一步深入研究碳化硅陶瓷材料的韧化机理，探索碳化硅陶瓷材料的有效增韧方法，在不降低材料本身固有强度的情况下，进一步提高其断裂韧性，仍然具有重要实际意义。发明内容0003本发明要解决的技术问题是提供一种用于高强度陶瓷材料，其室温抗弯强度、断裂韧性均较好。0004为解决上述技术问题，本发明的技术方案是0005一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为0006碳化硅9095WT，氧化镥510WT。0007优选地，本发明的组成以及。
8、质量分数为碳化硅928WT，氧化镥72WT。0008优选地，本发明所述碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；所述碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M。0009优选地，本发明所述氧化镥的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。0010本发明要解决的另一技术问题是提供上述高强度陶瓷材料的制备方法。0011为解决上述技术问题，技术方案是0012一种用于高强度陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤00131按配方将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，磨球选用直径为515MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为241；00142将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子。
9、水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为12WT、23WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300400R/MIN，搅拌56MIN形成均匀的助剂浆料；00153将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120150R/MIN，球磨时间为46H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为135；00164球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气1020MIN，排除混合浆料中的气泡；00175将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待说明书CN104211405A2/4页4混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥13H，烘干后。
10、放入石墨模具中；00186在N2气氛保护下，以1530/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压053H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0019优选地，本发明所述制备方法包括以下步骤00201将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，其中碳化硅、氧化镥的质量分数分别为928WT、72WT，磨球选用直径为10MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为31；00212将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为13WT、25WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350R/MIN，搅拌56MIN形成均匀的助剂浆料；00223将助。
11、剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135R/MIN，球磨时间为45H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为135；00234球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气15MIN，排除混合浆料中的气泡；00245将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥2H，烘干后放入石墨模具中；00256在N2气氛保护下，以20/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压1H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0026与现有技术相比，本发明具有以下有益效果0027以氧化镥作为添加剂能有效地促进碳化硅。
12、的相变，在热处理温度为1250下保温2H就能使碳化硅的相变率接近100，使得氧化镥增强碳化硅陶瓷材料的相对密度高达9982，部分达到了完全致密，形成了具有柱状晶结构的、良好的强韧性的组合，其室温抗弯强度可达到11629MPA，断裂韧性可达到809MPA/M。具体实施方式0028下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。0029实施例10030一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为碳化硅90WT，氧化镥10WT。其中，碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M；氧化镥。
13、的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。0031其制备方法如下00321按配方将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，磨球选用直径为5MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为21；00332将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为1WT、2WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300R/MIN，搅拌5MIN形成均匀的助剂浆料；00343将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120R/MIN，球磨时说明书CN104211405A3/4页5间为4H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为13；00354。
14、球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气10MIN，排除混合浆料中的气泡；00365将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥1H，烘干后放入石墨模具中；00376在N2气氛保护下，以15/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压05H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0038实施例20039一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为碳化硅95WT，氧化镥5WT。其中，碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M；氧化镥的纯度为9999，其微观外。
15、形为不规则的层片状颗粒。0040其制备方法如下00411按配方将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，磨球选用直径为15MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为41；00422将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为2WT、3WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为400R/MIN，搅拌6MIN形成均匀的助剂浆料；00433将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为150R/MIN，球磨时间为6H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为15；00444球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气20MIN。
16、，排除混合浆料中的气泡；00455将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥3H，烘干后放入石墨模具中；00466在N2气氛保护下，以30/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压3H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0047实施例30048一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为碳化硅928WT，氧化镥72WT。其中，碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M；氧化镥的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。0049其制备方法如下00501按配方。
17、将碳化硅和氧化镥混合放入球磨机，磨球选用直径为10MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为31；00512将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为13WT、25WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350R/MIN，搅拌55MIN形成均匀的助剂浆料；00523将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135R/MIN，球磨时间为45H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为135；说明书CN104211405A4/4页600534球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气15MIN，排除混合浆。
18、料中的气泡；00545将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥2H，烘干后放入石墨模具中；00556在N2气氛保护下，以20/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压1H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0056实施例40057一种用于高强度陶瓷材料，其组成以及质量分数为碳化硅92WT，氧化镥8WT。其中，碳化硅中的相碳化硅含量为99WT，氧含量小于1WT；碳化硅的微观外形为球状颗粒，D504508M；氧化镥的纯度为9999，其微观外形为不规则的层片状颗粒。0058其制备方法如下00591按配方将碳化硅和氧化镥。
19、混合放入球磨机，磨球选用直径为12MM的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为351；00602将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量分数分别为15WT、28WT，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为360R/MIN，搅拌54MIN形成均匀的助剂浆料；00613将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为140R/MIN，球磨时间为55H，形成混合浆料，其中，助剂浆料与碳化硅的质量比为14；00624球磨完成后，将混合浆料置于真空度为10000PA下除气12MIN，排除混合浆料中的气泡；00635将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100下继续干燥15H，烘干后放入石墨模具中；00646在N2气氛保护下，以25/MIN的升温速率加热至1250，加压25MPA，保温保压2H，热压烧结制得高强度陶瓷材料。0065上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。说明书CN104211405A。