[发明专利]一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。

为了使陶瓷不容易破碎，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。

现有技术中金属陶瓷材料广泛用于制造切削刀具、高温轴承等特殊领域中，对其耐高温和硬度等性能提出了更高的要求。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法，制得的复合材料外观无杂质、无起皮，硬度高，耐高温性能好，可广泛用于工业生产中。

本发明采用的技术方案是：一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅70-90份、炭黑12-27份、硬脂酸锌3-12份、聚乙烯醇7-16份、四甲基氢氧化铵4-19份、铬丝6-18份、钨丝9-22份、聚苯乙烯磺酸钠1-8份、油酸酰胺2-8份。

优选的，一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅74-88份、炭黑15-22份、硬脂酸锌5-11份、聚乙烯醇9-13份、四甲基氢氧化铵6-13份、铬丝7-17份、钨丝8-20份、聚苯乙烯磺酸钠4-7份、油酸酰胺4-7份。

更优选的，一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸锌9份、聚乙烯醇11份、四甲基氢氧化铵10份、铬丝14份、钨丝16份、聚苯乙烯磺酸钠6份、油酸酰胺6份。

一种碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；

(2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份2-6倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨2-8h，真空干燥后筛分，压制成型后得到半成品；

(3)将步骤(2)所得半成品烧结至2100-2300℃，保温后取出，室温冷却后即得。

优选的，上述步骤(2)真空干燥中温度为70-90℃。

优选的，上述步骤(2)筛分过程中采用80-120目筛网。

优选的，上述步骤(2)中压制成型的时间为10-30min，压强为120-150MPa。

有益效果：本发明制得的复合材料硬度Hv在1478-1570Kgf/mm²之间，外观无杂质、无起皮，2000℃下12h后无变形，由于组分之间的协同作用，外观无杂质、无起皮，硬度高，耐高温性能好，同时制备工艺简单，可广泛用于工业生产中。

具体实施方式

实施例1

一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅70份、炭黑12份、硬脂酸锌3份、聚乙烯醇7份、四甲基氢氧化铵4份、铬丝6份、钨丝9份、聚苯乙烯磺酸钠1份、油酸酰胺2份。

制备方法：

(1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；

(2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份2倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨2h，真空干燥后80目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为70℃，压制成型的时间为10min，压强为120MPa；

(3)将步骤(2)所得半成品烧结至2100℃，保温后取出，室温冷却后即得。

实施例2

一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅90份、炭黑27份、硬脂酸锌12份、聚乙烯醇16份、四甲基氢氧化铵19份、铬丝18份、钨丝22份、聚苯乙烯磺酸钠8份、油酸酰胺8份。

制备方法：

(1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；