[发明专利]一种新型Si3N4增强MoSi2基复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：20～30份的纳米Si₃N₄粉末、2～5份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、5～8份的球形纳米Cu粒子、8～10份聚乙烯醇、60～70份的微米级MoSi₂粉末。

2.根据权利要求1所述的MoSi₂基复合材料，其特征在于，所述球形纳米Cu粒子的平均粒径在40～50nm范围内。

3.根据权利要求1所述的MoSi₂基复合材料，其特征在于，所述MoSi₂粉末的平均粒径为1.3um，所述纳米Si₃N₄粉末的平均粒径为100nm。

4.一种新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取20～30份的纳米Si₃N₄粉末与50份无水乙醇一起置于球磨罐中，在氮气保护下进行球磨1～3h，之后，加入2～5份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，继续球磨2～4h，采用由去离子水和无水乙醇等体积组成的混合溶剂对裹浆的纳米Si₃N₄粉末进行3～6次洗涤；

(2)将上述裹浆的纳米Si₃N₄粉末加入装有磁力搅拌装置的反应器中，并向反应器中加入200mL由去离子水和无水乙醇等体积组成的混合溶剂，在转速为120～180rpm的磁力搅拌下，将5～8份的球形纳米Cu粒子加入反应器中，转为300～500rpm下磁力搅拌1～3h，之后，进行离心处理，制备得到表面均匀负载有纳米Cu粒子的纳米Si₃N₄粉末；

(3)将8～10份聚乙烯醇溶解在20份温度为100℃的去离子水中，搅拌至完全溶解，配制得到聚乙烯醇粘合剂；

(4)将由600mL去离子水和400mL无水乙醇组成的混合溶剂加入到装有高速搅拌装置和加热装置的反应器中，在转速为500～800rpm搅拌下，先将上述制备的聚乙烯醇粘合剂加入到反应器中，再缓慢将60～70g的微米级MoSi₂粉末加入到反应器中，最后将上述制备的表面均匀负载有纳米Cu粒子的纳米Si₃N₄粉末加入到反应器中，之后，转为温度为100～120℃、速率为800～1000rpm下反应2～4h，得到分布均一的混合浆料；

(5)将上述分布均一的混合浆料装入等静压橡胶模具中，在65～80MPa压力下压制成型，再置于预热温度为600～800℃的真空炉中，以5℃/min的升温速率，升温至1850～1900℃，并于1850～1900℃、10MPa下保温4h，之后以5℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到新型Si₃N₄增强MoSi₂基复合材料。