[发明专利]一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺，金属合金复合陶瓷板该包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体Ⅱ；金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体Ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，陶瓷连接体Ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，陶瓷基体和陶瓷连接体Ⅰ间通过注入陶瓷连接体溶液使其连接，金属合金体包括至少两种金属粉末；陶瓷连接体Ⅰ和陶瓷连接体Ⅱ都是由陶瓷基体的陶瓷原料组份、镍粉、以及金属合金体的原料组份组成，且各组份所占的重量份数分别为75‑90份、0.5‑1份、9‑24份；该金属合金复合陶瓷板具有较高的耐磨性、强度、硬度和韧性等优良性能，使其能在各个行业应用。

技术领域

本发明属于复合材料领域，特别是涉及一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺。

背景技术

在建材、火电和冶金矿山等工业领域，复合材料中耐磨材料的在其能量和经济成本消耗中占有相当大的比重。矿物、水泥和煤粉等原材料的生产过程中，机器设备和零件都会因磨损而经常维修更换。人们对耐磨材料的研究已经有一百多年的历史；对高锰钢、 合金钢、 镍硬铸铁、各种白口铸铁及高铬铸铁等不同类型的耐磨材料研究及其生产工艺在不断的完善。相对而言， 我国耐磨材料和抗磨技术的相关研究工作开展的较晚，在 20世纪70 年代到 90 年代这段时间里，高锰钢的强化、各种中低合金耐磨钢、低铬和高铬铸铁、马氏体和贝氏体球铁等耐磨材料的系统研究和应用方面都取得了很大的成绩和显著的经济效益。随着科学技术和现代工业的高速发展，对材料的耐磨性、韧性、硬度等性能要求越来越高，且材料使用寿命越来越成为影响生产进度及生产效率的重要因素；陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，可用作结构材料、功能材料如隔热材料；但其抗拉强度塑性、韧性较低；将金属与陶瓷材料结合成为复合材料，虽然因金属的本质集其韧性、稳定性及强度为一体使复合材料刚度、强度、抗蠕变能力、耐磨性等性能增强，但该类复合材料仍然不能满足人们的需求，因此对于金属合金复合陶瓷的研究是必要的。

发明内容

本发明为了解决上述问题提供了一种金属合金复合陶瓷板及其制备工艺，通过若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体Ⅱ结合而成的金属合金复合陶瓷板具有强度高、硬度高、耐磨性好、密度小、使用寿命长等优良性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：一种金属合金复合陶瓷板包括若干个金属合金复合陶瓷板基体和包裹该金属合金复合陶瓷板基体的陶瓷连接体Ⅱ；所述的金属合金复合陶瓷板基体包括陶瓷连接体Ⅰ、陶瓷基体和金属合金体，所述的陶瓷连接体Ⅰ位于陶瓷基体和金属合金体之间，所述的金属合金体是由钛粉、铝粉、锆粉、铬粉、铁粉、镁粉、稀土粉末中的至少两种组成，其中，稀土粉末为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的一种；所述的陶瓷基体包括陶瓷原料和有机结合剂，其中陶瓷原料包括氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、碳化硅、二氧化硅、氧化钇和碳化钛，各物料的重量份数是：氧化铝颗粒50-65份、氧化锆颗粒28-43份、碳化硅0.5-2份、二氧化硅0.5-1.95份、氧化钇0.01-0.05份和碳化钛1.5-3份；所述的有机结合剂为环氧树脂或聚氯乙烯，其重量为陶瓷原料总重量的2.5-8%，所述的陶瓷连接体Ⅰ和陶瓷连接体Ⅱ都是由陶瓷基体的陶瓷原料组份、镍粉、以及金属合金体的原料组份组成，且各组份所占的重量份数分别为75-90份、0.5-1份、9-24份。

进一步的，所述的钛粉纯度≥99.5%，细度为150-350目；铝粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；锆粉纯度≥99.9%，细度为40-160目；铁粉和镁粉的纯度都≥99.0%，铬粉纯度≥99.5%，细度为80-200目。

进一步的，所述的氧化铝颗粒粒径为2-100 nm；氧化锆颗粒粒径为2-200nm；碳化硅粒径为0.5-1.5μm；碳化钛纯度≥99.0%；镍粉纯度≥99.8%。

进一步的，所述的陶瓷基体为空心的圆柱形，陶瓷连接体Ⅰ为圆筒形，其外径小于陶瓷基体的内径，高度与陶瓷基体的高度相同。