[发明专利]一种织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述氧化铝基陶瓷是将氧化铝粉、碳化硅晶须、烧结助剂MgO或Y₂O₃，加入溶剂和球磨介质，进行球磨混合后干燥，得到混合粉体；再将混合粉体分散于热石蜡中，并趁热倒入模具中，铸造成所需形状的铸件；常温下对上述铸件施加轴向的压力为10～100MPa，铸件在高压下沿中心变形，形成晶须径向排列的织构化挤压件；然后常压下在100～250℃对织构化挤压件进行排胶，将石蜡完全挥发，得到生坯；将生坯装入石墨模具中，并置于热压烧结炉或放电等离子烧结炉中，在氩气气氛保护下，轴向加压为20～50MPa，升温至1500～1800℃保温，此后降温至500～600℃，并随炉冷却至室温制得。

2.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述的氧化铝基陶瓷的相对密度为98％以上，所述氧化铝基陶瓷在垂直于加压方向的面上的维氏硬度为18～23GPa，在弦切面中心处的维氏硬度为17～21GPa。

3.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丙酮或去离子水；所述球磨介质为氧化铝球或碳化硅球；所述球磨的转速为100～300r/min，所述球磨的时间为4～24h。

4.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述的氧化铝粉的粒径为1～3μm，纯度为98～100wt.％；所述MgO或Y₂O₃粉的纯度为99～99.9wt.％，所述MgO或Y₂O₃粉的粒径为0.2～1μm。

5.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述碳化硅晶须和氧化铝粉的体积比为(4.5～55)：(54.5～94.5)。

6.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述烧结助剂占粉体总质量的0.3～1.5％。

7.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述生坯的外径为10～100mm，高度为3～80mm，外径与内径的比值为1.25～2。

8.根据权利要求1所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷，其特征在于，所述升温的速率为10～150℃/min，所述保温的时间为20～120min，所述降温的速率为10～150℃/min。

9.根据权利要求1-8任一项所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将氧化铝粉、碳化硅晶须、烧结助剂MgO或Y₂O₃，加入溶剂和球磨介质，进行球磨混合后干燥，得到混合粉体；

S2.将混合粉体分散于热石蜡中，并趁热倒入模具中，铸造成所需形状的铸件；

S3.常温下对上述铸件施加轴向的压力为10～100MPa，铸件在高压下沿中心变形，形成晶须径向排列的织构化挤压件；

S4.常压下在100～250℃对织构化挤压件进行排胶，将石蜡完全挥发，得到生坯；

S5.将生坯装入石墨模具中，并置于热压烧结炉或放电等离子烧结炉中，在氩气气氛保护下，轴向加压为20～50MPa，升温至1500～1800℃保温，此后降温至500～600℃，并随炉冷却至室温，制得织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷。

10.权利要求1-8任一项所述的织构化碳化硅晶须增韧的氧化铝基陶瓷在切削刀具领域中的应用。