[发明专利]一种金属膜复合型特种陶瓷及其表面金属化工艺

权利要求书

1.一种金属膜复合型特种陶瓷，其特征在于，包括自下而上依次设置的氧化铝陶瓷基体、润湿强化层、金属膜层，其中，氧化铝陶瓷基体组成成分包括X_mB_n、Y_mSi_n、纤维负载性材料、α-Al₂O₃，润湿强化层由树脂/溶胶复合材料制成，金属膜层组成成分为RE-Ti-Al-Mg-Cu合金浆料；其中，

所述氧化铝陶瓷基体中硼化物X_mB_n质量百分含量占比为2-5%、硅化物Y_mSi_n质量百分含量占比为9-15%、纤维负载性材料质量百分含量占比为2-6%，α-Al₂O₃余量；

所述硼化物X_mB_n中X选自Zr、Hf、Mg中的一种或多种组合物，硅化物Y_mSi_n中Y选自Zr、Mo、Mg、Ca中的一种或多种组合物；纤维负载性材料以叶腊石纤维/碳纤维复合纤维丝为载体，负载纳米TiO₂/Cu复配粉，且复合纤维丝中叶腊石纤维与碳纤维质量占比为1:0.5-0.8，复配粉中纳米TiO₂和纳米Cu的质量占比为1:0.5，且复合纤维丝中复配粉的负载量为22-25wt%；

所述纤维负载性材料制备方法为，按比例取料，将复配粉置于5wt%聚乙烯醇水溶液中，超声处理5-10min，取出后真空干燥备用；将叶腊石/碳纤维进行湿法纺丝，得长径比10-20的复合纤维丝，然后置于含3-4wt%改性剂的30-35wt%无水乙醇稀释溶剂中，超声处理5-10min，再将干燥后的复配粉加入其中，以超声和机械搅拌交替处理20-60min，最后惰性气氛下干燥即得；

所述润湿强化层中树脂采用双酚F型环氧树脂，溶胶采用含质量比1：1蒙脱石、玄武岩矿石粉的纳米二氧化钛溶胶，且矿石粉粒径小于300nm，矿石粉含量为纳米二氧化钛溶胶质量的3-10wt%，双酚F型环氧树脂与溶胶体积比为1:0.7-1.5；

所述树脂/溶胶复合材料制备方法为，按比例取料，将蒙脱石、玄武岩粉料至于球磨机中，加入适量阳离子表面活性剂和润湿剂，然后按料：球：水=1:0.6:0.5的比例球磨30-60min，过滤干燥后加入纳米二氧化钛溶胶中，搅拌均匀后，将液态双酚F型环氧树脂加入其中，混合均匀，即得；

所述金属膜层RE-Ti-Al-Mg-Cu合金浆料中各组分质量百分含量占比为0.05≤RE≤0.5%、1≤Ti≤5%、5≤Al≤15%、15≤Mg≤30%、Cu余量,其中，RE为Dy、Y组合物，元素Dy摩尔占比不高于20%。

2.根据权利要求1所述的金属膜复合型特种陶瓷，其特征在于：所述改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂；所述以超声和机械搅拌交替处理具体为先以超声处理5min，然后机械搅拌15-25min，以此为一个交替进而循环；其中，超声处理为温度25℃，频率26.5KHz,机械搅拌转速的800-1000rpm。

3.根据权利要求1所述的金属膜复合型特种陶瓷，其特征在于：所述阳离子表面活性剂采用十六烷基三甲基溴化胺、十二烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺中的一种或多种组合物；润湿剂采用聚乙二醇400或聚乙二醇600或聚乙二醇800。

4.根据权利要求1-3任一项所述的金属膜复合型特种陶瓷，其特征在于，该特种陶瓷表面金属膜化工艺包括以下步骤：

取氧化铝陶瓷基料、树脂/溶胶复合材料、金属膜层材料，将氧化铝陶瓷基料均匀共混后烧结得特种陶瓷基料层，并对其依次进行表面清洗、表面粗化和表面活化；

将树脂/溶胶复合材料均匀涂覆于处理后的特种陶瓷基料层表面，然后真空干燥至含水量低于25%，再将RE-Ti-Al-Mg-Cu合金浆料均匀涂覆于树脂/溶胶层上方，然后在惰性氛围下110-120℃干燥5-10min；

取出后先在400-600℃条件下热处理30-60min，然后升温至1000-1150℃烧结，即得成品。

5.根据权利要求4所述的金属膜复合型特种陶瓷，其特征在于：步骤1）中表面清洗用于除杂脱油，表面粗化包括物理粗化和化学粗化，表面活化为化学试剂浸渍活化。