[发明专利]一种使用真空加压浸渍制备陶瓷基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷复合工艺领域，具体的说是一种使用真空加压浸渍制备陶瓷基复合材料的制备方法。包括如下步骤：1）将陶瓷基体材料进行密实成型并进行中温排胶处理；2）将固体复合物制成分散性能好的浸渍液待用；3）将浸渍液和陶瓷基材胚体放入真空加压浸渍装置中进行真空加压浸渍处理；4）得到陶瓷基复合材料。本发明同现有技术相比，制备的复合物是以均匀弥散的形态存在于陶瓷基体材料中；复合物和陶瓷基材颗粒均是以本征的单质活性尺寸状态稳定存在；在复合体烧结成材的过程中，复合物起到了既不妨碍陶瓷基材固有的晶体结构的形成又可改良陶瓷基材的固有缺陷的作用。

技术领域

本发明涉及陶瓷复合工艺领域，具体的说是一种使用真空加压浸渍制备陶瓷基复合材料的制备方法。

背景技术

基于陶瓷材料传统的工业化制造方法是通过物理化学方法获得陶瓷的粉体颗粒物，再通过特定的成型手段将粉体堆积密实成型，密实成型体按特定的烧结制度下进行高温烧结成材。当要使用一种材料复合化陶瓷基体时，传统复合方式通常会选择：在陶瓷粉体颗粒物的制备工艺过程中以特殊的化学过程加入复合材料或、在陶瓷粉体颗粒密实成型的工艺过程中以特殊的物理过程加入复合材料；而复合物通常具有的特征包括如下三点：复合物是以均匀弥散的形态存在于陶瓷基体材料中；复合物和陶瓷基材颗粒均是以本征的单质活性尺寸状态稳定存在；在复合体烧结成材的过程中，复合物应起到既不妨碍陶瓷基材固有的晶体结构的形成又可改良陶瓷基材的固有缺陷的作用。

目前的传统方法单独使用过程中，都无法同时满足合格复合体的三项特征。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，设计一种使用真空加压浸渍制备陶瓷基复合材料的制备方法，结合传统复合工艺方法的优点，可选择性地对复合结构进行控制，实现规模工业化制备，并且制备的复合体符合三项合格特征。

为实现上述目的，设计一种使用真空加压浸渍制备陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1） 预处理陶瓷基材胚体：将陶瓷基体材料进行密实成型，得到陶瓷基体成型胚体，对成型胚体进行中温排胶处理，得到陶瓷基材胚体待用；

2） 预处理复合物材料制备成浸渍液：将固体复合物制成分散性能好的浸渍液待用；

3） 真空加压浸渍处理陶瓷基材胚体：将浸渍液和陶瓷基材胚体放入真空加压浸渍装置中，在浸渍压差0-4kg/cm²，浸渍时间0-4小时的条件下进行真空加压浸渍处理；

4） 得到陶瓷基复合材料。

所述步骤1中中温排胶的温度为900℃。

所述步骤1中密实成型的方式包括模压、浆注、3D打印或流延中的任一种。

所述步骤1制成的陶瓷基材胚体空隙率小于60%，陶瓷基材胚体的空隙尺寸与陶瓷基材的中位颗粒粒径相当，且陶瓷基材胚体的空隙尺寸与陶瓷基材的中位颗粒粒径均大于等于300nm。

所述步骤2中浸渍液每100份包括1-10份的石墨烯，0.5-5份的分散剂，余量为溶剂，浸渍液的制备包括如下步骤：1）取石墨烯，将石墨烯制备成粉体；2）将石墨烯粉体与分散剂混合得到混合物；3）将混合后的混合物放入球磨机中，采用干法研磨和湿法研磨结合的方式，对混合物进行研磨；4）将研磨后的混合物放入溶剂中，在磁场、超声波、搅拌的条件下进行均匀混合；5）混合后即得到浸渍液。

所述分散剂选用碳酸二甲酯（DMC）、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、甲酸甲酯或乙腈中的一种或多种；所述溶剂选用无水乙醇、乙醚或丙酮中的一种或多种。

所述混合物研磨后的石墨烯颗粒直径小于250nm。