[发明专利]一种改性复合陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体是一种改性复合陶瓷材料。

背景技术

陶瓷颗粒具有高的比强度、高的比模量，热膨胀系数小，以及良好的耐高温性和耐磨性等优点，现已作为轻量化结构材料广泛的应用于航空航天、交通运输等领域。近年来，随着国内航空航天及汽车、电子行业的迅猛发展，对复合陶瓷材料的需求量正逐年增加。目前，复合陶瓷材料的制备工艺有粉末冶金、挤压铸造、喷射共沉积和搅拌铸造等方法。进行纳米改性复合陶瓷材料具有生产成本低，设备简单，工艺流程短，生产率高等特点，是高性能改性复合陶瓷材料工业规模生产较为理想的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性复合陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改性复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：氧化锆5-8份、聚硅氧烷10-20份、焦磷酸钠2-6份、氧化铝4-7份、酒石酸钠7-11份、磷酸二氢锌2-4份、异塞唑啉酮0.53-0.87份、马来酸酐5-10份、谷氨酸4-6份、丙烯酸异丙酯3-6份、二甲基硅油2-4份、陶瓷粉末40-50份。

作为本发明进一步的方案：以重量份计，由以下原料组成：氧化锆6-8份、聚硅氧烷13-19份、焦磷酸钠3-5份、氧化铝4-7份、酒石酸钠8-10份、磷酸二氢锌2-4份、异塞唑啉酮0.65-0.82份、马来酸酐6-9份、谷氨酸4-6份、丙烯酸异丙酯3-6份、二甲基硅油2-4份、陶瓷粉末44-47份。

作为本发明进一步的方案：以重量份计，由以下原料组成：氧化锆7份、聚硅氧烷15份、焦磷酸钠4份、氧化铝6份、酒石酸钠9份、磷酸二氢锌3份、异塞唑啉酮0.76份、马来酸酐8份、谷氨酸5份、丙烯酸异丙酯5份、二甲基硅油3份、陶瓷粉末46份。

一种改性复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：

(1)首先，将陶瓷粉末、氧化锆、聚硅氧烷、焦磷酸钠、氧化铝混合，采用球磨机进行研磨，研磨至粒径为10-20μm，随后在氮气保护下进行烧结，梯度升温至1120-1200℃，然后保温30-42min，保温后在30min内降温至室温，采用超微破碎，破碎至粒径为100-200nm，喷雾干燥，制得超微粉，待用；

(2)接着，在反应釜中加入超微粉、酒石酸钠、磷酸二氢锌、异塞唑啉酮、马来酸酐、谷氨酸、丙烯酸异丙酯、二甲基硅油，混匀后进行超声分散，控制反应压强为8-12MPa，反应温度为60-70℃，反应时间为20-30min，反应结束后，真空冷冻干燥即得。

作为本发明进一步的方案：具体步骤(1)中梯度升温具体为每1min中升温10℃。

作为本发明进一步的方案：具体步骤(1)中然后保温37min。

作为本发明进一步的方案：具体步骤(2)中控制反应压强为10MPa，反应温度为65℃，反应时间为25min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备的改性复合陶瓷材料，经测试，破坏强度≥2560N，断裂模数≥80MPa，强度高，经久耐用，满足市场需求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种改性复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：氧化锆5份、聚硅氧烷10份、焦磷酸钠2份、氧化铝4份、酒石酸钠7份、磷酸二氢锌2份、异塞唑啉酮0.53份、马来酸酐5份、谷氨酸4份、丙烯酸异丙酯3份、二甲基硅油2份、陶瓷粉末40份。

一种改性复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：

(1)首先，将陶瓷粉末、氧化锆、聚硅氧烷、焦磷酸钠、氧化铝混合，采用球磨机进行研磨，研磨至粒径为10μm，随后在氮气保护下进行烧结，梯度升温至1120℃，梯度升温具体为每1min中升温10℃，然后保温30min，保温后在30min内降温至室温，采用超微破碎，破碎至粒径为100nm，喷雾干燥，制得超微粉，待用；

(2)接着，在反应釜中加入超微粉、酒石酸钠、磷酸二氢锌、异塞唑啉酮、马来酸酐、谷氨酸、丙烯酸异丙酯、二甲基硅油，混匀后进行超声分散，控制反应压强为8MPa，反应温度为60℃，反应时间为20min，反应结束后，真空冷冻干燥即得。

实施例2

一种改性复合陶瓷材料，以重量份计，由以下原料组成：氧化锆6份、聚硅氧烷13份、焦磷酸钠3份、氧化铝4份、酒石酸钠8份、磷酸二氢锌2份、异塞唑啉酮0.65份、马来酸酐6份、谷氨酸4份、丙烯酸异丙酯3份、二甲基硅油2份、陶瓷粉末44份。