[发明专利]一种复合金属陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料，具体是一种复合金属陶瓷材料。

背景技术

金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。

根据各组成相所占百分比不同，金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。金属基金属陶瓷通常具有高温强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好等特点，因此常用于制造飞机和导弹的结构件、发动机活塞、化工机械零件等。陶瓷基金属陶瓷主要可以细分为以下几种类型：氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶、硼化物基金属陶瓷、硅化物基金属陶瓷。

随着人们对金属陶瓷的重视程度越来越高，人们对金属陶瓷的要求也越来越高，现有的金属陶瓷存在原料不易得、制备成本高昂、工艺条件高的弊端也越来越凸显，已经不能满足人们的需要。因此，本发明提供一种复合金属陶瓷材料，具有原料易得、制备成本较低、工艺条件低的优点，能更好的满足人们的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合金属陶瓷材料，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：

一种复合金属陶瓷材料，由以下重量份数的原料组成：二氧化硅10-20份、无水硫酸铜2-5份、碳化硅2-8份、高岭土5-10份、石英砂1-5份、二氧化钨5-10份、三氧化二锑2-5份、硫酸钍1-5份、硝酸锗1-3份、溴化镧2-5份、硅酸铝镁5-10份、碳酸钙1-5份、硅酸钠5-10份、粉煤灰2-5份、正钒酸钇1-5份。

作为本发明进一步的方案：由以下重量份数的原料组成：二氧化硅15份、无水硫酸铜4份、碳化硅6份、高岭土7份、石英砂3份、二氧化钨7份、三氧化二锑3份、硫酸钍4份、硝酸锗2份、溴化镧3份、硅酸铝镁7份、碳酸钙4份、硅酸钠7份、粉煤灰4份、正钒酸钇3份。

一种复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为：

(1)按照上述配方称取二氧化硅、无水硫酸铜、碳化硅、高岭土、石英砂、二氧化钨、三氧化二锑、硫酸钍、硝酸锗、溴化镧、硅酸铝镁、碳酸钙、硅酸钠、粉煤灰、正钒酸钇，备用；

(2)将二氧化硅、碳化硅、高岭土、石英砂、二氧化钨、三氧化二锑和粉煤灰混合，在球磨机中采用湿法球磨1-2h；

(3)将无水硫酸铜、硫酸钍、硝酸锗、溴化镧、硅酸铝镁、碳酸钙、硅酸钠、正钒酸钇混合后加入到上步所得物中；

(4)将上步所得物装入100-200℃的模具中，压制成所需要形状的胚料；

(5)将上述胚料进行电场激活热压辅助烧结，所述的烧结在氮气保护气氛下真空烧结，所述的真空度＜10Pa，预热10-30min，预热温度100-200℃；然后进行烧结，烧结温度为300℃-550℃，烧结时间为20-50min分钟，烧结后随炉冷却出炉、脱模，即得成品。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(2)将二氧化硅、碳化硅、高岭土、石英砂、二氧化钨、三氧化二锑和粉煤灰混合，在球磨机中采用湿法球磨1.5h。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)将上步所得物装入150℃的模具中，压制成所需要形状的胚料。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(5)将上述胚料进行电场激活热压辅助烧结，所述的烧结在氮气保护气氛下真空烧结，所述的真空度＜10Pa，预热20min，预热温度180℃；然后进行烧结，烧结温度为500℃，烧结时间为30min分钟，烧结后随炉冷却出炉、脱模，即得成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该复合金属陶瓷材料具有较好的耐高温性能、抗弯强度、韧性；具有原料易得、制备成本较低、工艺条件低的优点，能更好的满足人们的需要；材料组织致密，具有较高的耐腐蚀性能，具有十分重要的工程应用价值；另外，该高性能耐磨复合金属陶瓷材料还具有耐磨性能好、透气性好、节约能源的优点。

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