一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法.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CN105753479A(43)申请公布日2016.07.13(21)申请号201610133103.4C04B35/632(2006.01)(22)申请日2016.03.09C04B35/634(2006.01)(71)申请人苏州莱特复合材料有限公司地址215009江苏省苏州市高新区火炬路56号(72)发明人刘莉王爽邱晶刘晓东黄明明(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人李纪昌(51)Int.Cl.C04B35/565(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/64(2006.01)C04B35/63(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法(57)摘要本发明提供了一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，先取硫酸铜、四硼酸钠、硼化锆混合，在600～950℃下熔炼，将融熔物放入水中淬火，粉碎淬火产生的块状物，得到粉体I；再将硫酸镁、磷酸铵、碳化硅混合，在1000～1200℃下于马弗炉中烧结，放冷，取出，得到粉体II；最后将粉体I、粉体II、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇6000、聚乙烯亚胺、柠檬酸胺混合，球磨，加入过硫酸铵、N,N,N',N'-四甲基乙二胺，搅拌，固化，烧结，冷却，即得。本发明所得的硼化锆/碳化硅陶瓷材料具有良好的力学性能，常温下的断裂韧性为6.53MPa·m1/2，抗弯强度为163MPa，硬度为7.4Gpa，致密度为84.3%。CN105753479ACN105753479A权利要求书1/1页1.一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，以重量份计，取硫酸铜0.01～0.05份、四硼酸钠0.4～0.8份、硼化锆10～20份混合，在600～950℃下熔炼45～60min，然后将融熔物放入水中淬火，再将淬火产生的块状物粉碎，得到粉体I；步骤2，以重量份计，将硫酸镁1～5份、磷酸铵1～3份、碳化硅20～30份混合，在1000～1200℃下于马弗炉中烧结2～3h，放冷，取出，得到粉体II；步骤3，以重量份计，将粉体I、粉体II、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺2～5份、聚乙二醇60001～3份、聚乙烯亚胺2～6份、柠檬酸胺1～4份混合，球磨，再加入过硫酸铵、N,N,N',N'-四甲基乙二胺2～7份，搅拌，固化，烧结，冷却，即得。2.根据权利要求1所述的硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤1中熔炼过程是在CO2气氛中进行。3.根据权利要求1所述的硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤1中粉体I的粒度为20～40目。4.根据权利要求1所述的硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤3中固化温度为400～600℃。5.根据权利要求1所述的硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤3中烧结是先以5℃/min升温至1000～1200℃，再以3℃/min升温至1480～1650℃烧结2～4h。6.根据权利要求1所述的硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤3中还需要加入大豆卵磷脂3～8份。2CN105753479A说明书1/3页一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种硼化锆/碳化硅陶瓷材料的制备方法。背景技术[0002]硼化物基陶瓷材料是最具发展潜力及应用前景的一种新型高温结构陶瓷材料，与Zr-、Hf-等元素的硼化物、碳化物、氮化物陶瓷材料一起被称为超高温陶瓷材料(Ultrahightemperatureceramics，UHTCs)。该类陶瓷材料熔点高、密度低、室温高温力学性能高、热导率高、材料抗氧化烧蚀性能及抗热冲击性能良好，其中尤以ZrB2-SiC陶瓷材料研究得最为广泛。ZrB2-SiC陶瓷材料不仅具备优良的烧结性能和室温、高温力学性能，同时表现出优异的抗氧化烧蚀性能与抗热冲击性能，因此有望在高超声速飞行器头锥、翼前缘及发动机部件等极端环境下的服役部件中得到应用。除应用于航天飞行器的热防护材料外，由于ZrB2-SiC陶瓷材料具有高的熔点、良好的热导率和电导率以及良好的热化学稳定性，在熔炼电极、熔炼坩埚等苛刻的热化学环境中也同样具有广泛的应用前景。[0003]然而，传统的ZrB2-SiC陶瓷材料一般采用热压烧结的方式进行制备。热压烧结ZrB2-SiC陶瓷材料面临热压烧结材料结构外形简单、尺寸单一、各向异性、耗时长、成本高等缺点。[0004]近年来，陶瓷材料的胶态成型工艺已经取得了长足的发展与应用，其中包括传统的注浆成型、流延成型等，也包括近年来发展的新型胶态成型技术，如注凝成型等。然而，目前ZrB2-SiC陶瓷材料的胶