[发明专利]一种片状AlON/NbC复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状AlON/NbC复合材料，属于陶瓷制备技术领域。

背景技术

陶瓷材料具有许多优良的性能，但是，由于陶瓷材料硬度大，制备精密尺寸陶瓷部件时，只有通过金刚石磨料砂轮磨削，制造成本非常高。所以，人们一直在寻找一种方法，即既能满足基本力学性能要求又能进行机械加工获得精密尺寸陶瓷部件的方法。20世纪90年代，日本学者Niihara等人采用Si₃N₄颗粒包覆h-BN制备出强度高可加工陶瓷部件，为高性能可加工陶瓷部件的制备开辟了一条新途径；2002年，李永利等在 “纳米BN包覆的Al₂O₃复合粉的制备及其烧结性能研究”中采用分析纯试剂CO(N₂) ₂和H₃BO₃以摩尔比1：4混合，在研钵中充分研磨后，与高纯Al₂O₃粉(平均粒径03μm)一起放入塑料桶中以无水乙醇为介质，使用氧化铝磨球，湿磨混料，然后烘干(同时搅拌)，再球磨，在氢气气氛下制成Al₂O₃-h-BN可加工陶瓷；2004年董艳玲等在“TiB₂一BN复相陶瓷的制备工艺及性能研究”中将TiB₂、BN和Ni粉按一定比例称量，分别以不同混料方式混料，将混合浆料干燥和过筛，并将均匀的混合料装入涂有BN 的石墨模具中，置于等离子放电热压炉中在Ar气保护进行烧结制备出TiB₂-h-BN可加工陶瓷部件；2009年，张巨先在“低介电损耗AIN陶瓷及BN-AIN基陶瓷材料研究”中采用硼酸和尿素与AlN粉体混合在氮气氛下烧制制成AlN-h-BN可加工陶瓷。在上述体系中除了Si₃N₄-h-BN等可加工陶瓷的抗弯强度可以达到950MPa.以外，如TiB₂-h-BN，AlN-h-BN可加工陶瓷，抗强度也只有154 MPa.左右。因此采用通常的混合、化学法h-BN包覆技术制备的可加工陶瓷材料的抗弯强度较低。2012年，山东理工大学在研究AlN- Al₂O₃二元固溶体时发现片状AlON相，为制备可加工陶瓷提供了新的途径。

发明内容

本发明的目的在于为可加工陶瓷的制备提供一条新的途径。其技术方法为：

一种片状AlON/NbC复合材料的制备方法，采用片状AlON粉体与NbC陶瓷粉体以重量比为10~50：100比例均匀混合，在1600~2000℃的温度下氩气气氛热压烧制30~180分钟制成片状AlON/NbC复合材料，其中，片状AlON粉体 为AlN和Al₂O₃的摩尔比为2~5。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1、本发明生产片状AlON/NbC复合材料显微结构均匀，强度高，整体可靠性高；

2、所制备的片状AlON/NbC复合材料具有良好的可加工性能；

3、片状AlON/NbC复合材料具有优良的抗氧化性能、力学性能及热学性能。

具体实施方式

实施例1

将粒度为2μm片状AlON粉体和粒度为1μmNbC陶瓷粉体以重量比为10：100比例均匀混合，在1600℃的温度下氩气气氛热压烧制30分钟制成片状AlON/NbC复合材料，其中，片状AlON粉体 为AlN和Al₂O₃的摩尔之比为2。

实施例2

将粒度为1μm片状AlON粉体和粒度为3μmNbC陶瓷粉体以重量比为30：100比例均匀混合，在1800℃的温度下氩气气氛热压烧制110分钟制成片状AlON/NbC复合材料，其中，片状AlON粉体 为AlN和Al₂O₃的摩尔之比为3.5。

实施例3

将粒度为3μm片状AlON粉体和粒度为2μmNbC陶瓷粉体以重量比为50：100比例均匀混合，在2000℃的温度下氩气气氛热压烧制180分钟制成片状AlON/NbC复合材料，其中，片状AlON粉体 为AlN和Al₂O₃的摩尔之比为5。