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(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CN108409328A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810246408.5(22)申请日2018.03.23(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人张翠萍茹红强宗辉徐海彬夏乾秦肇伯尤田朱景辉(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人韩国胜(51)Int.Cl.C04B35/563(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/65(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图2页(54)发明名称一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,包括如下步骤:S1、将碳化硼粉末、碳源和混料介质进行湿法混合形成混合物料,经烘干、研磨、过筛后形成待模压物料;S2、将待模压物料压制成型,经烘干后得到陶瓷坯体;S3、将硅块置于陶瓷坯体上进行真空熔渗反应烧结,得到碳化硼陶瓷复合材料前驱体;S4、除去碳化硼陶瓷复合材料前驱体表面的残留硅后将其置于加热设备中进行热处理,再冷却至室温后得到碳化硼陶瓷复合材料。本发明的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法能够降低烧结温度,提高碳化硼陶瓷复合材料的致密性,同时能够提高碳化硼陶瓷复合材料的力学性能。CN108409328ACN108409328A权利要求书1/1页1.一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将碳化硼粉末、碳源以及混料介质进行湿法混合形成混合物料,经烘干、研磨、过筛后形成待模压物料;其中,所述碳化硼粉末、所述碳源中的碳元素与所述混料介质的质量比为85~95:5~15:90~110;S2、将所述待模压物料压制成型,经烘干后得到陶瓷坯体;S3、将硅块置于所述陶瓷坯体上进行真空熔渗反应烧结,所述反应烧结过程中先以5~10℃/min的升温速度升温至1450~1650℃,然后保温10~60min,得到碳化硼陶瓷复合材料前驱体;S4、除去所述碳化硼陶瓷复合材料前驱体表面的残留硅后将其置于加热设备中进行热处理,再冷却至室温后得到所述碳化硼陶瓷复合材料。2.如权利要求1所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S4中,所述热处理过程中先以3~10℃/min的升温速度升温至700~1100℃,然后保温10~40h。3.如权利要求2所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S4中,所述加热设备为真空炉或者气氛炉。4.如权利要求3所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述真空炉的炉膛真空度小于100Pa,所述气氛炉的气氛为惰性气体。5.如权利要求1所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述碳化硼粉末的粒径小于3.5μm。6.如权利要求1所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述碳源为酚醛树脂,所述混料介质为无水乙醇。7.如权利要求1所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述碳源为炭黑,所述混料介质为水,同时在所述研磨过程中加入聚乙烯醇水溶液。8.如权利要求7所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯醇水溶液的质量百分比为5~8%。9.如权利要求1所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述烘干的温度为50~150℃,所述烘干的时间为10~15h,所述过筛的目数为60~80目。10.如权利要求1至9任一项所述的碳化硼陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤S2中,所述压制成型时的压制压力为150~250MPa,所述烘干的温度为50~150℃,所述烘干的时间为10~15h。2CN108409328A说明书1/11页一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种碳化硼陶瓷复合材料的制备方法。背景技术[0002]碳化硼(B4C)是一种重要的结构陶瓷,因其低密度、超高硬度、高温耐磨性、高熔点、耐化学腐蚀和优良的中子吸收性能在军工、航天、化工及核工业等领域广泛应用。与氧化铝和碳化硅防弹材料相比,碳化硼陶瓷不仅密度更低,而且硬度更高。因此,采用碳化硼作为人体防弹衣、轻质装甲等可以减少士兵负重、提高了设备的安全性能。目前,碳化硼陶瓷座椅已经在美军Apache武装直升机上广泛应用。碳化硼陶瓷防弹衣也在美军部队大规模装备。[0003]但是,碳化硼是强共价键化合物,在制备过程中存在烧结温度较高、难以致密化等缺点。目前,常用的烧结方法有热压烧结和无压烧结。热压烧结碳化硼陶瓷性能较好,致密度可以达到95%以上;但其烧结温度和成本较高,其烧结温度一般在1800-2200℃之间,且烧结条件复杂