[发明专利]一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料陶瓷制备技术领域，具体涉及一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法，按重量份计，包含以下组分：碳化物A96.5‑98.5份、碳化物B1.1‑1.8份、硼化物0.1‑1份、树脂12‑18份、氧化物1‑3份、分散剂0.15‑0.45份；在制备工艺上采用封闭式湿法连续研磨方式，减小了研磨过程中的原料污染，采用自制碳化硅球作为研磨介质，实现无污染研磨，降低了粉体提纯的难度，采用雾化造粒配方与工艺，使造粒粉的技术指标达到进口同类产品的技术要求，采用本发明工艺制备的碳化硅防弹陶瓷韧性好，强度高。

技术领域

本发明涉及复合材料陶瓷制备技术领域，具体涉及一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法。

背景技术

防弹陶瓷在军事装备及煤炭、矿山等特种作业工作人员安全防护中的应用很广泛。在现代大规模战争以及反暴力、反恐怖的斗争中，对于如何抵御枪、炮、导弹对军事装备及人员的损害，同样显得非常重要。而应用防弹陶瓷对减小伤亡、提高战斗力，增加胜利因素，起着关键作用。

碳化硅陶瓷是一种力学性能优良、抗氧化性好、耐腐蚀、高温性能好的新型陶瓷材料，由于其优良的力学、化学甚至导电性能，在工业生产中受到了广泛的关注和应用。常见碳化硅陶瓷制品以烧结方式的不同可分为反应烧结碳化硅陶瓷和无压固相烧结碳化硅陶瓷。

目前通常以碳微球(石墨或炭黑)作为碳化硅陶瓷制备过程中的碳源，但这种碳源由于其固有形态，必然存在烧结前或烧结过程中易团聚、碳源分散不均匀、碳颗粒粒径过大、陶瓷密度受限等问题；另外，目前碳化硅陶瓷的制备中，浆料在烧结前通常只是经过简单的混合，由于碳化硅与碳源及其他物料形成的陶瓷浆料，在烧结过程中(甚至烧结前)不能保持均匀稳定的状态，碳化硅分布不均匀，并且烧结温度控制不当，也会导致烧结过程中各部分温度不均匀，最终成品陶瓷的各部分硬度、韧性不均匀，影响产品质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化物A96.5-98.5份、碳化物B1.1-1.8份、硼化物0.1-1份、树脂12-18份、氧化物1-3份、分散剂0.15-0.45份；所述碳化物A的粒径为50-500nm，所述碳化物A为碳化硅，所述碳化硅包含0.1-1份碳化硅晶须。

优选地，所述碳化物B的粒径为50-500nm，选自碳化硼、碳化钨、碳化铬、碳化钼中的一种或多种。

进一步地，所述碳化物B为碳化硼。

优选地，所述硼化物的粒径为30-80nm，所述硼化物选自硼化钛、硼化铝、硼化钼中的一种或多种。

进一步地，所述硼化物为硼化钛。

优选地，所述树脂选自丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂中的一种或多种。

优选地，所述树脂为酚醛树脂。

进一步地，所述酚醛树脂为水溶性酚醛树脂。

进一步地，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1：(1-10)。

更进一步地，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1:7。

优选地，所述分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙二醇、聚乙烯亚胺中的一种或多种。

进一步地，所述分散剂为聚乙二醇。

优选地，所述硼化物与氧化物重量比为1：(1-10)。

进一步地，所述硼化物与氧化物重量比为1：(3-10)。

更进一步地，所述硼化物与氧化物重量比为1：5。

优选地，所述氧化物的粒径为0.5-1um。

优选地，所述氧化物选自氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钛中的一种或多种。