一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106747530A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710056208.9(22)申请日2017.01.25(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市经十路17923号(72)发明人毕见强孙国勋王伟礼赵庆强郝旭霞高希成(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人王志坤(51)Int.Cl.C04B35/78(2006.01)C04B35/14(2006.01)C04B35/645(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料及其制备方法，以氮化硼纳米片为增强相、陶瓷作基体。先将氮化硼纳米片和陶瓷粉体分别装入容器中，通过高速搅拌配合超声处理得到分散均匀的悬浮液。将两种悬浮液的pH值调节到一定范围内以后，将氮化硼纳米片悬浮液逐滴滴加到陶瓷粉体悬浮液中，静置沉淀抽滤干燥后得到混合粉体。然后将混合粉体置于石墨模具中，在多功能烧结炉中热压烧结，保温一段时间后停止加热，使其在炉中自然冷却到室温，得到成品。本发明方法具有制备方法简单、产品性能好、成本较低，易实现规模化生产，所得氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料具有力学性能和高温稳定性优异的良好效果。CN106747530ACN106747530A权利要求书1/1页1.一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料，其特征在于，以氮化硼纳米片作增强相、陶瓷作基体。2.如权利要求1所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料，其特征在于，所述的陶瓷为氧化镁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、二氧化硅陶瓷、熔融石英陶瓷、莫来石陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、硅氧氮陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷、硼化锆陶瓷或硼化钛陶瓷，优选的陶瓷基体为熔融石英陶瓷。3.如权利要求1或2所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料，其特征在于，所述氮化硼纳米片的质量分数为为0.1wt％～10.0wt％，优选0.5wt％～2.0wt％。4.一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取适量氮化硼纳米片、陶瓷粉体；(2)将氮化硼纳米片和陶瓷粉体分别装入玻璃容器中，加入一定量的蒸馏水，然后高速搅拌配合超声处理得到分散均匀的悬浮液，并分别对其进行pH调节；(3)将氮化硼纳米片悬浮液逐滴滴加到陶瓷粉体悬浮液中，在滴加的同时对陶瓷粉体悬浮液进行高速搅拌至两者充分混合得到混合溶液；(4)将步骤(3)得到的混合溶液密封静置沉淀后真空抽滤去掉上层清液，干燥得到混合粉体；(5)将步骤(4)中的混合粉体置于石墨模具中在保护气氛下热压烧结后冷却得到氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料。5.如权利要求4所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中选择氮化硼纳米片作为该制备方法的增强相，氮化硼纳米片可以通过剥离六方氮化硼粉末的方式获得。6.如权利要求4所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加入的氮化硼纳米片质量分数为0.1wt％～10.0wt％，优选为0.5wt％～2.0wt％。7.如权利要求4所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中高速搅拌配合超声处理的时间为1～10小时，超声处理所用超声波清洗仪的功率为40w，pH值的调节范围依据陶瓷基体种类的改变而变化。8.如权利要求4所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中混合溶液密封静置沉淀时间为24～48小时；干燥工艺参数为干燥温度100±5℃，干燥时间24～48小时；过200目筛。9.如权利要求4所述的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中热压烧结的过程为：将混合粉体置于石墨模具中，再将模具放置于多功能热压烧结炉中，在保护气氛下，以19～21℃/min升温速度升温至1200～1900℃，加压25～30Mpa烧结，保温1～1.5小时后停止加热，使其在炉中自然冷却到室温得到成品，所述石墨模具的直径为30-42mm。10.权利要求4至9中任一项权利要求所述方法制备的氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料。2CN106747530A说明书1/5页一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种无机非金属材料制备方法，特别是涉及一种氮化硼纳米片增强陶瓷基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]陶瓷材料以其优异的性能在材料领域独树一帜，陶瓷材料本身具有较高的强度及弹性模量，但较差的韧性严重地限制其应用，因此陶瓷材料的补强增韧是首要解决的问题。氮化硼纳米片具有良好的高温稳定