[发明专利]一种氮化物基金属陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷材料领域，涉及一种氮化物基金属陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

金属陶瓷为了使陶瓷既可以耐高温又不容易破碎，人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉，因此制成了金属陶瓷。金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得，又称弥散增强材料。主要有烧结铝(铝-氧化铝)、烧结铍（铍-氧化铍）、TD镍（镍-氧化钍）等。由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等）及其合金。氮化物及其其他陶瓷材料共同构成的金属陶瓷材料其拉伸强度和抗折强度较低，需要对其性能进行改进。

发明内容

要解决的技术问题：常规的氮化物基金属陶瓷材料的抗压强度较低、抗折强度较低，本发明的目的是提高氮化物基金属陶瓷材料的抗压强度和抗折强度，改善其性能，因此公开了一种耐压耐折的氮化物基金属陶瓷材料及其制备方法。

技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种氮化物基金属陶瓷材料，所述的氮化物基金属陶瓷材料包括下述重量份的成分：

氮化硼20-28份、

氮化硅8-16份、

氮化钽4-8份、

硼化钒3-6份、

硼化铬2-5份、

碳化钛5-10份、

氧化铝4-10份、

硅化锆3-8份。

进一步的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料，包括下述重量份的成分：

氮化硼22-26份、

氮化硅10-14份、

氮化钽5-7份、

硼化钒4-5份、

硼化铬3-5份、

碳化钛7-9份、

氧化铝6-9份、

硅化锆4-6份。

一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）按重量分别取氮化硼20-28份、氮化硅8-16份、氮化钽4-8份、硼化钒3-6份、硼化铬2-5份、碳化钛5-10份、氧化铝4-10份、硅化锆3-8份，将上述成分投入高速混合机中，启动高速混合机，对其进行搅拌，混合15-45min；

（2）将步骤1的混合金属陶瓷材料，再投入球磨机中，球磨机中球料比为15:1-20:1，球磨时间为2-5h；

（3）将步骤（2）的金属陶瓷材料再进行压制，压制压强为40-50MPa，再将其高温烧结，烧结温度为980-1220℃，烧结时间为3-6h，降温至室温后制备得氮化物基金属陶瓷材料。

优选的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（1）中混合30min。

优选的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（2）中球磨机中球料比为18:1，球磨时间为4h。

优选的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（3）中压制压强为45MPa。

优选的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（3）中再将其高温烧结，烧结温度为1150℃。

优选的，所述的一种氮化物基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中烧结时间为4h。

有益效果：本发明的氮化物基金属陶瓷材料中包括了氮化物基陶瓷材料、硼化物基陶瓷材料、硅化物基陶瓷材料等各种陶瓷材料，有效的改进了氮化物基金属陶瓷材料的拉伸强度和抗折强度，通过本发明的制备方法制备得到的氮化物基金属陶瓷材料的抗压强度在210MPa以上，抗折强度为80MPa以上。

具体实施方式

实施例1

（1）按重量分别取氮化硼28份、氮化硅8份、氮化钽4份、硼化钒6份、硼化铬2份、碳化钛5份、氧化铝10份、硅化锆8份，将上述成分投入高速混合机中，启动高速混合机，对其进行搅拌，混合45min；

（2）将步骤1的混合金属陶瓷材料，再投入球磨机中，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为5h；

（3）将步骤（2）的金属陶瓷材料再进行压制，压制压强为50MPa，再将其高温烧结，烧结温度为1220℃，烧结时间为6h，降温至室温后制备得氮化物基金属陶瓷材料。

实施例1的氮化物基金属陶瓷材料的抗压强度为215MPa，抗折强度为86MPa。

实施例2