[发明专利]SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料及其制备方法

权利要求书

1.SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料，其特征在于SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料由SiC纳米颗粒、SiC晶须和ZrC基体制成；SiC纳米颗粒和SiC晶须作为增强相存在于ZrC基体中，SiC纳米颗粒的体积百分含量为5％～15％，SiC晶须的体积百分含量为5％～15％，ZrC基体的体积百分含量为70％～90％。

2.SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料，其特征在于SiC纳米颗粒的体积百分含量为8％～12％，SiC晶须的体积百分含量为8％～12％，ZrC基体的体积百分含量为76％～84％。

3.如权利要求1所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法按以下步骤进行：一、按体积百分比称取5％～15％的SiC纳米颗粒、5％～15％的SiC晶须和70％～90％的ZrC粉末；二、按SiC晶须与无水乙醇的质量体积比为1g∶5mL～35mL的比例将步骤一称取的SiC晶须加入到无水乙醇中，然后用超声波处理3min～10min，得到分散均匀的SiC晶须；三、将经步骤二得到的分散均匀的SiC晶须与步骤一称取的SiC纳米颗粒和ZrC粉末混合后，加入到球磨机中，以无水乙醇作为分散剂，ZrO₂球作为球磨介质，球料质量比为5～8∶1，在转速为100～300转/分的条件下球磨5h～20h，得到浆料；四、采用旋转蒸发器将步骤三得到的浆料烘干，得到混合粉；五、将步骤四得到的混合粉装入石墨模具中，再将石墨模具放入真空热压炉中，通入氩气保护，在温度为1800℃～2100℃、压力为10MPa～30MPa的条件下保温30min～60min，然后撤压、随炉冷却，得到SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料；其中步骤一中SiC晶须的纯度≥99.5％，直径为0.1μm～1.0μm，长度为50μm～200μm，SiC纳米颗粒的纯度≥99.5％，粒径为60nm；步骤一中ZrC粉末的纯度≥99％，粒径为3μm～5μm。

4.根据权利要求3所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积百分比称取7％～13％的SiC纳米颗粒、7％～13％的SiC晶须和74％～86％的ZrC粉末。

5.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中SiC晶须与无水乙醇的质量体积比为1g∶10mL～30mL。

6.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中超声波处理时间为4min～8min。

7.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中球料质量比为6～7∶1。

8.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤三球磨转速为120～280转/分，球磨时间为6h～18h。

9.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中石墨模具内壁及两端涂一层BN，并在试样两端垫有石墨纸。

10.根据权利要求3或4所述的SiC纳米颗粒及SiC晶须混杂增韧ZrC基超高温陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中在温度为1850℃～2050℃、压力为12MPa～28MPa的条件下保温35min～55min。