[发明专利]一种基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法

权利要求书

1.一种基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步，分别将不同比例的陶瓷粉体与去离子水混合后，依次加入分散剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，在混料罐中混合，得到一系列含有不同固含量的流延浆料；

第二步，将第一步得到的最低或最高固相含量的所述流延浆料于真空环境下脱泡，并流延成型后进行冷冻处理，至所述流延浆料完全凝固；

第三步，以第二步所述凝固后的流延浆料为基底，对第一步其它所述浆料按照固含量的升序或降序依次重复第二步的过程，直至流延膜的厚度达到需求，获得冷冻坯体；

第四步，将所述冷冻坯体进行冷冻干燥、排胶、烧结后，得到多孔陶瓷预制体；

第五步，将树脂和第四步所述多孔陶瓷预制体置于真空干燥箱中进行树脂填充，直至填充完成；

第六步，向第五步所述真空干燥箱中放入空气，进行加热固化后随炉冷却，脱模，除去多余所述树脂，得到具有功能梯度的陶瓷/树脂复合材料。

2.如权利要求1所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第一步所述陶瓷粉体为氧化物、氮化物或碳化物中的一种或几种。

3.如权利要求1或2所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/ 树脂复合材料的方法，其特征在于，第一步所述分散剂为聚丙烯酸、柠檬酸铵或四甲基氢氧化铵中的一种；所述粘接剂为聚乙烯醇、丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯或聚醋酸乙烯酯中的一种，所述增塑剂为丙三醇，所述消泡剂为正丁醇。

4.如权利要求3所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，所述分散剂的质量为所述陶瓷粉体质量的0.1-1.5wt％，所述粘接剂的质量为所述陶瓷粉体质量的2-4wt％，所述增塑剂的质量为所述陶瓷粉体质量的4-8wt％，所述消泡剂的质量为所述陶瓷粉体质量的0.2-1wt％。

5.如权利要求3所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第二步所述脱泡的时间为15-25min，所述流延成型过程中刮刀的高度为0.1-2mm。

6.如权利要求5所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第二步所述冷冻处理的温度为-196℃-0℃，所述保温时间为3-8min。

7.如权利要求1所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第四步所述排胶的工艺条件为，以0.2-1℃/min的速度升温至500-650℃，排胶1-3h。

8.如权利要求7所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第四步所述烧结的温度为600℃至2500℃。

9.如权利要求8所述的基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第四步所述冷冻干燥条件为，在温度为-40℃-0℃下，冷冻干燥24h-48h。

10.如权利要求1所述的一种基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法，其特征在于，第五步所述树脂为环氧树脂、氰酸酯树脂或聚酰亚胺树脂，所述树脂的体积为所述多孔陶瓷预制体体积的1.5-3倍，且所述树脂在液体状态下能够没过所述多孔陶瓷预制体。