[发明专利]一种Cu

说明书

本发明公开了一种Cu₇₀Zr₂₀Ti₁₀非晶合金增强的SiC复合材料及其制备工艺。该复合材料是将Cu₇₀Zr₂₀Ti₁₀非晶合金片状粉末与球形SiC粉末均匀混合后，通过热压成型而成。Cu₇₀Zr₂₀Ti₁₀非晶合金片状粉末是对球形晶态的Cu₇₀Zr₂₀Ti₁₀雾化粉末进行球磨而获得。该复合材料的线膨胀系数为5.3×10^‑6 K^‑1、导热系数为86.4 W/m·K以及密度为3.5 g/cm³。

技术领域

本发明涉及一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料及其制备工艺。

背景技术

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐腐蚀、耐高温、耐磨性能好，功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料，用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。然而碳化硅产品的制备工艺复杂，烧结温度高（一般为2000℃以上），很难达到全致密度，限制了其应用范围。因此，降低碳化硅的成型温度，简化其制备工艺，并到达全致密度具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料及其制备工艺。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料，其特征在于:所述复合材料由10wt%的Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末与90wt%的SiC球形粉末均匀混合后，再进行热压成型而获得的完全致密的块体复合材料，其中所述Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末是通过球磨Cu70Zr20Ti10球形晶态雾化粉末而获得的片状粉末，其玻璃转变温度为325.2℃，晶化温度为382.5℃。

本发明所述一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：（1）将Cu70Zr20Ti10球形晶态雾化粉末放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为30:1、球磨速度为500转/分钟的条件下，球磨10小时后即可获得非晶合金片状粉末；（2）将10wt%的Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末与90wt%的SiC球形粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，然后以20℃/分钟的加热速度将模具加热到350℃，保温10分钟，采用150MPa的压力和保压时间为5分钟的条件下进行热压成型，获得的完全致密的块体复合材料。

本发明所述一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料及其制备工艺与现有SiC复合材料的制备工艺相比，具有如下显著不同的特征，（1）简化了SiC复合材料的制备工艺，（2）采用Cu70Zr20Ti10片状非晶合金粉末作为SiC球形复合粉末间隙间的填充剂和粘接剂，（3）通过Cu70Zr20Ti10片状非晶合金粉末在其过冷液相区的液态特征实现SiC颗粒的成型，（4）大大降低了SiC复合材料的成型温度，并实现了SiC复合材料的全致密化。

本发明制成的产品分别用真空球磨罐球磨，油压机成型，扫描电子显微镜观察Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末的形貌，XRD检测Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末的非晶态结构，差热扫描量热计测量Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末的玻璃转变温度和晶化温度，热膨胀仪测量线膨胀系数，激光闪光仪测量导热系数，阿基米德法测量密度。

本发明一种Cu70Zr20Ti10非晶合金增强的SiC复合材料的成分为10wt% 的Cu70Zr20Ti10非晶合金片状粉末和90wt%的SiC球形粉末，其线膨胀系数为5.3×10-6 K-1、导热系数为86.4 W/m•K以及密度为3.5 g/cm3。

具体实施方式