[发明专利]静磁场中功能梯度材料压滤成型制备方法

摘要

本发明公开了静磁场中功能梯度材料压滤成型的制备方法。其步骤为：1)多孔模具准备；2)将陶瓷粉末和强磁性的金属粉末按一定比例与去离子水溶剂混合，并在球磨机中搅拌制成均匀弥散的浆液；3)在磁场强度为0.1～5.0特斯拉的静磁场中浇注、压滤成型；4)烘干、烧结成型。本发明方法的优点是：通过改变磁场强度，可以在很大成分范围内制备出各种厚度的梯度材料，成分连续变化且可控。利用成熟的陶瓷压滤成型工艺使生产梯度功能材料成本降低、性能提高。

主权项

1.一种静磁场中功能梯度材料压滤成型制备方法，其特征在于它的步骤为：1)多孔模具准备采用石膏改性材料，用α-石膏与β-石膏混合型石膏配制，与纯净自来水混合，并加入有机添加剂，其含量为石膏质量的5～25％，搅拌3～8分钟后浇注，由石膏浆凝固、硬化制得的石膏模具经干燥后，在温度25～38℃、相对湿度20～30％的环境中保存；2)浆料制备采用颗粒尺寸为0.1～100μm的强磁性不锈铁粉或镍粉、钴粉，与颗粒尺寸为0.1～100μm的ZrO2、SiC、AlN、Si3N4、B4C、SiO2、TiC、Y2O3、Al2O3中的一种或几种陶瓷粉末按0.1～10∶1的比例组成混合粉末，将混合粉末不断的加入到去离子溶剂水中，并不断加盐酸或氨水以调节pH值，至固相含量达30～55vol％，在球磨机中搅拌1～10h，采用超声波进行弥散化处理制得浆料，浆料的湿度为20％～50％，温度为30～60℃，粘度为1～100mPa·s，调节pH值为3～10；3)磁场中压滤成型将分散均匀、稳定的浆料充入石膏模中，模具外施加静磁场，磁场强度为0.1～5.0特斯拉，磁化时间为1～30min，随后对浆料施加压力，并进行保压处理；4)烧结固化、去模并在35～60℃下缓慢烘干，得到的生坯在石墨或氮气的保护环境中烧结成型，升温速率为100～400℃/h至500～1200℃，保温1～3h，加热至1000～1600℃后保温1～3h，最后随炉冷却至100～400℃取出。