[发明专利]用于轴承的碳化硅陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料及其制备方法，制备方法包括：将碳化硅、环氧树脂、膨润土、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、玻璃纤维、石墨粉、石油焦和无水乙醇混合后进行球磨，得到浆料M；将浆料M干燥、造粒和陈腐后得到粉料N；将粉料N和烧结助剂混合后进行加压成型和烧结，得到碳化硅陶瓷材料；解决了碳化硅陶瓷的特性使之很难在常压下烧结致密，制得的碳化硅陶瓷密度较低，气孔率较高，无法满足工业化生产的需求的问题。

技术领域

本发明涉及碳化硅陶瓷领域，具体地，涉及一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是能源、空间技术的高度发展，经常要求材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐磨损等优越性能，才能在比较苛刻的工作环境中使用。由于特种陶瓷材料具有抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，已成为尖端科学的重要组成部分，受到普遍重视。碳化硅陶瓷是近二十几年才开始发展的新材料，但由于其具有特别优良的高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温性能，很快得到了开发应用，大量应用于石油化工、冶金机械、航空航天、微电子、汽车、钢铁等领域，并日益显示出其他特种陶瓷所无法比拟的优点。碳化硅陶瓷作为少数几种适合用作高温结构零部件的候选材料之一，在高温、热冲击、腐蚀性等恶劣环境中显示出其独有的优越性。它的高温性能和应用潜力早已引起人们的重视，但其特性使之很难在常压下烧结致密，制得的碳化硅陶瓷密度较低，气孔率较高，无法满足工业化生产的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料及其制备方法，解决了碳化硅陶瓷的特性使之很难在常压下烧结致密，制得的碳化硅陶瓷密度较低，气孔率较高，无法满足工业化生产的需求的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料的制备方法，制备方法包括：

(1)将碳化硅、环氧树脂、膨润土、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、玻璃纤维、石墨粉、石油焦和无水乙醇混合后进行球磨，得到浆料M；

(2)将浆料M干燥、造粒和陈腐后得到粉料N；干燥的条件至少包括：干燥的温度为45-55℃，干燥的时间为2-4h；陈腐的条件至少包括：陈腐的时间为1-2h；

(3)将粉料N和烧结助剂混合后进行加压成型和烧结，得到碳化硅陶瓷材料；其中，加压成型采用三段加压成型的方式，第一段加压的条件至少包括：压力为80-90MPa，保压时间为10-20s；第二段加压的条件至少包括：压力为20-40MPa，保压时间为30-50s；第三段加压的条件至少包括：15-35MPa，保压时间为10-20s；烧结的条件至少包括：在氮气和/或氩气环境中进行烧结，且烧结的温度为1350-1450℃，烧结的时间为40-50min。

本发明还提供了一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料，所述用于轴承的碳化硅陶瓷材料由上述的制备方法制得。

通过上述技术方案，本发明提供了一种用于轴承的碳化硅陶瓷材料及其制备方法，制备方法包括：将碳化硅、环氧树脂、膨润土、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、玻璃纤维、石墨粉、石油焦和无水乙醇混合后进行球磨，得到浆料M；将浆料M干燥、造粒和陈腐后得到粉料N；将粉料N和烧结助剂混合后进行加压成型和烧结，得到用于轴承的碳化硅陶瓷材料；通过各原料之间的协同作用和对烧结条件的优化，使得制得的用于轴承的碳化硅陶瓷材料具有较高的密度，且气孔率较低，可以充分满足现代工业化生产的需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。