[发明专利]一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法，该方法包含：步骤1、按比例称取各原料，进行球磨混合，喷雾干燥后得到预混粉；步骤2、将碳化硼粉加入溶剂中，在水浴中恒温浸泡，再加热，得到粉料；步骤3、将步骤2所得的粉料与二硅化钼、工业硅粉进行球磨混合后，喷雾干燥，得到粉体；步骤4、将步骤1中所得预混粉与步骤3中所得粉体混合，干压成型，然后真空烧结得到碳化硼基防弹陶瓷复合材料。本发明还提供了该方法制备的碳化硼基防弹陶瓷复合材料。本发明提供的碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法，是一种在常压较低温度下制备具有强度高、韧性好，烧结基防弹陶瓷的方法，能够解决碳化硼断裂韧性低、烧结温度过高的问题。

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，具体地，涉及一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

从20世纪50年代起，人们对碳化硼，尤其是对其结构、性能进行了大量的研究，取得了许多研究成果，推动了碳化硼制备和应用技术的长足发展。人们对碳化硼陶瓷的研究深度与力度不断加大，除高纯度、超细碳化硼粉体合成新方法不断涌现外，更多地致力于开展先进实用的成型工艺及烧结工艺技术研究，以使碳化硼制品能够在更多的高技术领域实用化并进一步工业化生产。但由于碳化硼本身具有较低的断裂韧性、过高的烧结温度、抗氧化能力较差、以及对金属的稳定性较差等缺点，限制了其在工业上的进一步应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料及其制备方法，解决碳化硼断裂韧性低、烧结温度过高的问题，在常压较低温度下制备强度高、韧性好，烧结基防弹陶瓷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1、按比例称取各原料，进行球磨混合，喷雾干燥后得到预混粉；步骤2、将碳化硼粉加入溶剂中，在水浴中恒温浸泡，再加热，得到粉料；步骤3、将步骤2所得的粉料与二硅化钼、工业硅粉进行球磨混合后，喷雾干燥，得到粉体；步骤4、将步骤1中所得预混粉与步骤3中所得粉体混合，干压成型，然后真空烧结得到碳化硼基防弹陶瓷复合材料。

上述的碳化硼基防弹陶瓷复合材料的制备方法，其中，所述的步骤1中的原料包含硼粉、三氧化二硼和碳化硼粉中的任意一种或几种，和金红石型钛白粉、钛粉中的任意一种或两种，与聚四氟乙烯粉、炭黑、石墨粉或聚碳硅烷中的任意一种或几种，再加入酚醛树脂、高聚蔗糖、石蜡油、淀粉、糊精中任意一种或几种，以及氨水、油氨基油酸酯、油酸酰中的任意一种或几种，在水介质中进行球磨混合。

上述的碳化硼基防弹陶瓷复合材料的制备方法，其中，所述的步骤1中，硼粉、三氧化二硼和碳化硼粉中的任意一种或几种，其粒径范围为0.5～15μm，体积百分比为球磨材料总量的15～62％；金红石型钛白粉、钛粉的任意一种或几种，其粒径范围为0.015～0.15μm，体积百分比为球磨材料总量的8～46％；聚四氟乙烯粉、炭黑、石墨粉或聚碳硅烷中的任意一种或几种，其体积百分比为球磨材料总量的5～39％；酚醛树脂、高聚蔗糖、石蜡油、淀粉、糊精中任意一种或几种，其体积百分比为球磨材料总量的0.5～25％；氨水、油氨基油酸酯、油酸酰中的任意一种或几种，其体积百分比为球磨材料总量的0.1～5％；球磨材料中的余量为步骤2所得的粉料。

上述的碳化硼基防弹陶瓷复合材料的制备方法，其中，所述的步骤1中，球磨混合的时间为5～40小时，喷雾干燥后得到预混粉，其颗粒直径范围为25～220μm。

上述的碳化硼基防弹陶瓷复合材料的制备方法，其中，所述的步骤2中，将碳化硼粉加入溶剂中，在水浴中恒温30～180℃浸泡60～350分钟，再在50～220℃烘5～72小时；pH值范围为4.5～12；碳化硼粉的粒径范围为0.8～18μm；溶剂包含六甲基磷酰胺、乙醇、异丙醇、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、正辛醇、正庚烷中的任意一种或几种。