[发明专利]一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷及制备方法

权利要求书

1.一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分数，包括下述组分：碳化硅粉末30％～40％、纳米氧化钛粉末5％～20％和硅铝合金40％～50％以及2％～8％的PVB有机粘接剂；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述纳米氧化钛为III类锐钛矿型钛白粉；

所述硅铝合金为铸造铝合金，硅含量小于14wt％。

2.根据权利要求1所述的一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分数，包括下述组分：碳化硅粉末30％、纳米氧化钛粉末20％和硅铝合金45％以及5％的PVB有机粘接剂；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述纳米氧化钛为III类锐钛矿型钛白粉。

所述硅铝合金为铸造铝合金，硅含量应小于14wt％。

3.根据权利要求1所述的一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷，其特征在于，原料按重量百分数，包括下述组分：碳化硅粉末37％、纳米氧化钛粉末15％和硅铝合金42％以及6％的PVB有机粘接剂；

所述碳化硅粉末，其α-SiC含量＞98％；

所述纳米氧化钛为III类锐钛矿型钛白粉；

所述硅铝合金为铸造铝合金，硅含量应小于14wt％。

4.一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、按重量百分数准备碳化硅粉末30％～40％、纳米氧化钛5％～20％、硅铝合金40％～50％以及2％～8％的PVB有机粘接剂，先将30％～40％碳化硅粉末、5％～20％纳米氧化钛粉末两种原料用无水乙醇作为分散剂湿法球磨制备成混合粉末；

步骤二、将混合粉末干燥，并加入准备好的2％～8％PVB有机粘接剂搅拌均匀后过120～400目筛造粒；所用的PVB有机粘接剂纯度在99％以上；

步骤三、根据所需制品形状选择模具，将上述造粒料装入模具型腔内，压力为60～140MPa模压成型；将压制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工艺为室温至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保温时间大于8h；

步骤四、将烘干后的生坯放入空气炉内于600℃保温1h排胶，排胶后，将压铸机内壁与金属压头之间的接触表面涂上一层BN，以便渗铝后脱模，然后将多孔预制体即烘干后的生坯按顺序放入压铸机腔内，先将压铸机预热到浸渗温度保持20分钟，然后将熔融的铝合金液倒入放置预制体的模具内，以25-40N/S的加载速率施加压力将铝合金液压入预制体内，在浸渗压力下时保持5分钟，最后待铸块冷却后与模具分离，然后将铸块重新熔化除去多余的铝合金得到金属-陶瓷复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、按重量百分数准备碳化硅粉末30％、纳米氧化钛20％、硅铝合金45％以及5％的PVB有机粘接剂，先将30％碳化硅粉末、20％纳米氧化钛粉末两种原料用无水乙醇作为分散剂湿法球磨制备成混合粉末；

步骤二、将混合粉末干燥，并加入准备好的5％的PVB有机粘接剂搅拌均匀后过200目筛造粒；所用的PVB有机粘接剂纯度在99％以上；

步骤三、根据所需制品形状选择模具，将上述造粒料装入模具型腔内，压力为80MPa模压成型；将压制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工艺为室温至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保温时间大于8h；

步骤四、将烘干后的坯料放入空气炉内于600℃保温1h排胶，排胶后，将压铸机内壁与金属压头之间的接触表面涂上一层BN，以便渗铝后脱模，然后将多孔预制体即烘干后的坯料按顺序放入压铸机腔内，先将压铸机预热到浸渗温度保持20分钟，然后将熔融的铝合金液倒入放置预制体的模具内，以30N/S的加载速率施加压力将铝合金液压入预制体内，在浸渗压力下时保持5分钟，最后待铸块冷却后与模具分离，然后将铸块重新熔化除去多余的铝合金得到金属-陶瓷复合材料。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、按重量百分数准备碳化硅粉末37％、纳米氧化钛15％、硅铝合金42％以及6％的PVB有机粘接剂，先将37％碳化硅粉末、15％纳米氧化钛粉末两种原料用无水乙醇作为分散剂湿法球磨制备成混合粉末；

步骤二、将混合粉末干燥，并加入准备好的6％的PVB有机粘接剂搅拌均匀后过200目筛造粒；所用的PVB有机粘接剂纯度在99％以上；

步骤三、根据所需制品形状选择模具，将上述造粒料装入模具型腔内，压力为80MPa模压成型；将压制好的生坯，放入烘箱干燥固化，干燥固化工艺为室温至60℃2h，60℃～80℃4h，80℃～100℃4h，100℃～140℃下保温时间大于8h；

步骤四、将烘干后的坯料放入空气炉内于600℃保温1h排胶，排胶后，将压铸机内壁与金属压头之间的接触表面涂上一层BN，以便渗铝后脱模，然后将多孔预制体即烘干后的坯料按顺序放入压铸机腔内，先将压铸机预热到浸渗温度保持20分钟，然后将熔融的铝合金液倒入放置预制体的模具内，以30N/S的加载速率施加压力将铝合金液压入预制体内，在浸渗压力下时保持5分钟，最后待铸块冷却后与模具分离，然后将铸块重新熔化除去多余的铝合金得到金属-陶瓷复合材料。