[发明专利]金属陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种金属陶瓷复合材料及其制备方法，涉及复合材料技术领域。所述金属陶瓷复合材料包括以下原料：陶瓷、金属、酚醛树脂、表面活性剂、稀土、强度增强剂、泡沫铝，其中，所述陶瓷的粒径为100～200nm，所述酚醛树脂的粒径为10～50nm。通过将陶瓷的粒径设置为100～200nm，酚醛树脂的粒径设置为10～50nm，使得酚醛树脂能够填充在陶瓷、泡沫铝、稀土颗粒相互之间的间隙内，一方面起到粘接作用，实现它们的连接，另一方面酚醛树脂本身具有一定的耐磨性和强度，能够对其他材料起到支撑补强作用，本发明提出的金属陶瓷复合材料，具有很强的强度和耐磨性，能够广泛应用于各种配件中。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种金属陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

金属陶瓷，《辞海》定义为：由金属和陶瓷原料制成的材料，兼有金属和陶瓷的某些优点，如前者的韧性和抗弯性，后者的耐高温、高强度和抗氧化性能等。美国ASTM专业委员会定义为：一种由金属或合金与一种或多种陶瓷相组成的非均质的复合材料，其中后者约占15％～85％体积分数，同时在制备的温度下，金属和陶瓷相之问的溶解度相当小。从狭义的角度定义的金属陶瓷是指复合材料中金属和陶瓷相在三维空间上都存在界面的一类材料。

现有的金属陶瓷复合材料，由于其内部存在大量孔隙，导致其强度下降。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种金属陶瓷复合材料及其制备方法，旨在提供一种强度较高金属陶瓷复合材料。

为实现上述目的，本发明提出一种金属陶瓷复合材料，包括以下原料：

陶瓷、金属、酚醛树脂、表面活性剂、稀土、强度增强剂、泡沫铝，其中，所述陶瓷的粒径为100～200nm，所述酚醛树脂的粒径为10～50nm。

可选地，所述陶瓷包括碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷；和/或，

所述金属包括钴、镍、铁和铝；和/或，

所述表面活性剂包括烷基苯磺酸盐、2-丁氧基乙醇、α-烯烃磺酸盐、山梨聚糖脂肪酸酯、二甲基硅油中的至少一种。

可选地，所述陶瓷包括碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷，所述碳化硅陶瓷与所述氮化硅陶瓷的质量之比为1：(1～3)；和/或，

所述金属包括钴、镍、铁和铝，所述钴、镍、铁和铝的质量之比为1：(1～3)：(5～8)：(6～9)。

可选地，所述酚醛树脂包括第一颗粒和第二颗粒，所述第一颗粒的粒径为12～20nm，所述第二颗粒的粒径为25～40nm。

可选地，所述第一颗粒与所述第二颗粒的质量之比为1：(2～4)。

可选地，所述稀土包括镧、铈、钇中的至少一种。

可选地，所述强度增强剂的材质包括丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚乳酸中的至少一种。

可选地，所述金属陶瓷复合材料中各组分的质量份数为：

陶瓷45～65份、金属20～30份、酚醛树脂10～23份、表面活性剂5～9份、稀土3～5份、强度增强剂6～10份、泡沫铝10～15份。

本发明进一步提出一种如上所述的金属陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S10、将陶瓷、酚醛树脂、表面活性剂、稀土、强度增强剂、泡沫铝混合均匀后，压实、真空烧结，得预制体；

S20、将金属加热至熔融状态，得金属液；

S30、将所述金属液浇注到所述预制体上，使所述金属液均匀分散在所述预制体内，冷却，得金属陶瓷复合材料。

可选地，在步骤S10中，