[发明专利]硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材料，其特征在于 硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材料按体积比由50％～75％ 的硼化锆粉末、20％的碳化硅粉末和5％～30％的碳黑粉末制成；其中硼化锆 粉末的体积纯度大于98％，粒径为2μm；碳化硅粉末的体积纯度大于98％， 粒径为1μm；碳黑粉末的体积纯度大于98％，粒径为40～100nm，所述陶瓷基 复合材料临界温差为470～1000℃，强度为132.03～695.54MPa，断裂韧性为 2.01～6.57MPa·m^1/2，临界裂纹尺寸为65.9～249.9μm。

2.根据权利要求1所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料，其特征在于硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材料 按体积比由58％的硼化锆粉末、20％的碳化硅粉末和22％的碳黑粉末制成。

3.根据权利要求1所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料，其特征在于硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材料 按体积比由65％的硼化锆粉末、20％的碳化硅粉末和15％的碳黑粉末制成。

4.制备如权利要求1所述硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的方法，其特征在于硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复 合材料的制备方法按以下步骤进行：一、按体积比称取50％～75％的硼化锆粉 末、20％的碳化硅粉末和5％～30％的碳黑粉末，球磨湿混后得浆料；二、浆 料在旋转蒸发器上蒸发烘干，然后研磨，得混合粉料；三、将混合粉料置于温 度为1850～1950℃、压力为25～40MPa的氩气气氛下保温烧结45～75min， 随炉冷却后取出，即得硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基复合材 料；其中步骤一中硼化锆粉末的体积纯度大于98％，粒径为2μm；步骤一中 碳化硅粉末的体积纯度大于98％，粒径为1μm；步骤一中碳黑粉末的体积纯 度大于98％，粒径为40～100nm。

5.根据权利要求4所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积比称取55％的硼化锆粉末、 20％的碳化硅粉末和25％的碳黑粉末。

6.根据权利要求4所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积比称取60％的硼化锆粉末、 20％的碳化硅粉末和20％的碳黑粉末。

7.根据权利要求4所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中按体积比称取70％的硼化锆粉末、 20％的碳化硅粉末和10％的碳黑粉末。

8.根据权利要求4、5、6或7所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超 高温陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中球磨湿混采用行星式球 磨机，分散剂为无水乙醇，球磨机转速为200～400r/min，磨球氧化锆磨球， 球料比为4∶1。

9.根据权利要求8所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中将混合粉料置于温度为1850℃、 烧结压力为40MPa的氩气气氛下保温烧结75min。

10.根据权利要求8所述的硼化锆-碳化硅-碳黑三元高韧化超高温陶瓷基 复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中将混合粉料置于温度为1900℃、 烧结压力为30MPa的氩气气氛下保温烧结60min。