[发明专利]一种含预制缺陷陶瓷试样的制备方法

说明书

本发明公开了一种含预制缺陷陶瓷试样的制备方法，具体包括粉料生坯的初次压制、高硬度高熔点金属材料的添加、生坯的二次压制与烧结、高硬度高熔点金属材料的化学去除、试样的清洗等步骤；通过在陶瓷生坯表面加入指定大小、形状和数量的高硬度高熔点金属材料，然后生坯压制与烧结，最后通过化学腐蚀的方法来去除表面的高硬度高熔点金属材料，从而制作出含预制缺陷的陶瓷试样。本发明方法简单实用，可通过选择具有一定形状和大小的高硬度高熔点金属材料来预制含缺陷的陶瓷试样，为考虑材料表面缺陷对陶瓷损伤行为的实验研究提供材料制备技术支撑。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料的制备，具体是涉及一种含预制缺陷陶瓷试样的制备方法。

背景技术

陶瓷材料尤其是工程陶瓷作为一种经过成型和高温烧结制作的无机非金属材料，以其高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点广泛地应用于机械、微电子、航空等领域。但由于陶瓷属于典型的硬脆性材料，其性能很大程度上受其缺陷的影响，这些缺陷中以微裂纹和微孔洞最为典型，因此研究陶瓷材料的缺陷对其力学性能的影响尤为重要。

但广大学者在对陶瓷材料缺陷的实验研究中，对于含微裂纹或微孔洞的陶瓷试样的制备大多采用人为划刻，效率低下且预期效果不良，还会造成其他新的加工损伤，同时制备的缺陷大小、形状和深度都不易控制。

而本发明旨在提供一种简单实用、操作方便的含预制缺陷陶瓷试样的制备方法，为考虑材料表面缺陷对陶瓷损伤行为的实验研究提供材料制备技术支撑。

发明内容

本发明旨在提供一种简单实用、操作方便的含预制缺陷陶瓷试样的制备方法。该方法可人为制作陶瓷试样中指定大小，形状和数量的微裂纹和微孔洞缺陷，为考虑材料表面缺陷对陶瓷损伤行为的实验研究提供材料制备技术支撑。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种含预制缺陷陶瓷试样的制备方法，具体步骤如下：

（1）粉料生坯的初次压制：将准备好的陶瓷粉料均匀倒入压制模具中铺平，然后通过压制模具将陶瓷粉料进行初次施压，控制粉料生坯的体积压缩率在15%-20%之间；

（2）高硬度高熔点金属材料的添加：将一定大小、形状和数量的高硬度高熔点金属材料放置于粉料生坯的上表面，使其均匀分布；

（3）生坯的二次压制与烧结：将步骤（2）得到的粉料生坯进行二次压制，致使所放置的高硬度高熔点金属材料完全嵌入粉料生坯的表面，然后将其进行烧结成型；

（4）高硬度高熔点金属材料的化学去除：将步骤（3）得到的陶瓷试样浸入王水中，通过加热王水的方法加速化学腐蚀去除效率，直至烧结后陶瓷试样外表面的高硬度高熔点金属材料全部去除；

（5）试样成品的清洗：将步骤（4）得到的陶瓷试样进行超声波清洗，对其晾干，得到含预制缺陷的陶瓷试样。

进一步地，所述的步骤（1）中的陶瓷粉料为非金属基的陶瓷粉末。

进一步地，所述的步骤（2）中的高硬度高熔点金属材料为纯钨，其形状为细长条状和圆球状两种，尺寸大小和数量可根据所需预制缺陷的大小和密度进行选配。

本发明的有益效果是：本发明提供了简单实用、操作方便的含预制缺陷陶瓷试样的制备方法。该方法可人为制作陶瓷试样中指定大小，形状和数量的微裂纹和微孔洞缺陷，为考虑材料表面缺陷对陶瓷损伤行为的实验研究提供材料制备技术支撑。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的工艺步骤示意图。

图2为本发明的粉料生坯压制示意图。

图3为本发明的工艺流程图。

具体实施方式