[发明专利]一种碳纤维增韧的碳化硼陶瓷

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷，特别是一种含碳纤维的碳化硼陶瓷。

技术背景

碳化硼具有超常的硬度，特别是恒定的高温硬度优点是金刚石都无法比拟的。再加上它具有很好的抗酸碱腐蚀能力和较高的中子吸收能力及低密度的特点，是摩擦制品、核工业中子防护材料、防弹材料等材料重点开发的内容。

含有碳化硼晶须或碳纤维的增韧碳化硼陶瓷确实是一类具有较高韧性的碳化硼陶瓷，但是由于其中含有的碳化硼晶须原料成本较高，使得整个增韧陶瓷的成本随之上升，此外，这类增韧碳化硼陶瓷还有一个问题，即，在它的制造过程中，长径比很高的碳化硼晶须以及碳纤维总的来说比较难与其它碳化硼陶瓷生产原料均匀混合，这在一定程度上影响了相应的增韧碳化硼陶瓷成品的品质均匀性。

发明内容

本发明的目的，是提供一种新的增韧方案，本发明的目的是利用碳纤维的增韧强势，在结合使用碳纤维的同时，引入另外一些适当的廉价的增韧物质，与碳纤维一起对碳化硼陶瓷进行组合增韧，以期见效对于相对难以分散的碳纤维的依赖，并弱化混料不均可能带来的负面影响。

本发明的目的通过如下技术方案来达到，该技术方案提供了一种含碳纤维的碳化硼陶瓷组合物，其重量组成如下：碳化硼67％-89％；碳纤维6％-10％，棒状氧化铝嵌入颗粒2％-10％，钇铝石榴石3％-23％。

在该技术方案中，所述碳纤维和棒状氧化铝嵌入颗粒是增韧物质，钇铝石榴石是烧结助剂。

棒状氧化铝嵌入颗粒的长径比分布优选3到5之间。

棒状氧化铝颗粒优选为纳米级。

本发明的方案兼顾利用热膨胀失配诱发微裂纹、裂纹片状、棒状氧化铝颗粒拔出效应等有益的增韧因素。有效的改善碳化硼的韧性。此方法操作简单，易于在碳化硼陶瓷材料制造领域推广应用。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于一下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

例1：将碳化硼67％，碳纤维6％，棒状氧化铝嵌入颗粒10％以及钇铝石榴石17％，和适量的PVA(聚乙烯醇)，进行干法球磨混合，模压成型，在100℃温度区间固化，之后，在1700℃℃温度区间烧结1.0小时，制成含碳纤维的碳化硼陶瓷。

例2：将碳化硼80％；碳纤维8％，棒状氧化铝嵌入颗粒6％以及钇铝石榴石6％，和适量的PVA(聚乙烯醇)，进行干法球磨混合，模压成型，在200℃温度区间固化，之后，在1800℃温度区间烧结2.0小时，制成含碳纤维的碳化硼陶瓷。

例3：将碳化硼85％；碳纤维10％，棒状氧化铝嵌入颗粒2％以及钇铝石榴石3％，和适量的PVA(聚乙烯醇)，进行干法球磨混合，模压成型，在200℃温度区间固化，之后，在1900℃温度区间烧结2.0小时，制成含碳纤维的碳化硼陶瓷。

例4：将碳化硼67％-89％；碳纤维6％-10％，棒状氧化铝嵌入颗粒2％-10％以及钇铝石榴石3％-13％，和适量的PVA(聚乙烯醇)，进行干法球磨混合，模压成型，在100-300℃温度区间固化，之后，在1700℃-2100℃温度区间烧结0.5-3.0小时，制成含碳纤维的碳化硼陶瓷。