[发明专利]一种金刚石-碳化硅复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将主要由金刚石微粉、硅粉、石墨粉、可碳化粘结剂和增韧材料制成的素坯进行碳化处理，得到多孔材料；所述增韧材料选自纳米金刚石、纳米陶瓷晶须、纳米线状碳材中的一种或任意组合；

(2)将多孔材料进行渗硅烧结，即得。

2.如权利要求1所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉、硅粉、石墨粉、可碳化粘结剂和增韧材料的质量比为(40.7～72.1):(4.8～10.9):(6.5～14.3):(4.3～6.3):(11.7～18.8)。

3.如权利要求1所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述纳米陶瓷晶须为碳化硅晶须；所述纳米线状碳材为碳纳米线和/或碳纳米管；所述可碳化粘结剂为酚醛树脂。

4.如权利要求1-3任一项所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述金刚石微粉的平均粒径为20～85μm；所述硅粉的平均粒径为30～50μm；所述石墨粉的平均粒径为30～50μm。

5.如权利要求1-3任一项所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述纳米金刚石的直径为1～5nm，长度为60～71nm；所述纳米陶瓷晶须的直径为1.8～3.2nm，长度为120～150nm；所述纳米线状碳材的直径为1～8nm，长度为150～180nm。

6.如权利要求1-3任一项所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述素坯的制备方法，包括以下步骤：将金刚石微粉、硅粉、石墨粉、可碳化粘结剂、增韧材料和分散剂混合均匀，再进行造粒，得到颗粒料，然后将所述颗粒料压制成型。

7.如权利要求6所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述颗粒料的平均粒径为100～110μm。

8.如权利要求6所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述压制成型为热压成型；所述热压成型的温度为130～150℃，压力为50MPa，保压时间为10～20min；所述碳化处理的温度为1000～1100℃，碳化处理的时间为90～120min。

9.如权利要求1-3任一项所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述渗硅烧结的方法，包括以下步骤：在真空环境下，先将多孔材料和硅粉加热至1450℃，保温30min，再升温至1600℃，烧结60～120min；所述真空环境的真空度为0.1～320Pa；所述加热的升温速率为8～15℃/min；所述升温的升温速率为2～5℃/min。

10.如权利要求1-9任一项所述的金刚石-碳化硅复合陶瓷的制备方法制备的金刚石-碳化硅复合陶瓷。