[发明专利]一种耐高温陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种耐高温陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。根据陶瓷材料的用途可以将陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料。

新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性，特别是在热性能和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；但同时也有它的缺点，如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。

新型陶瓷材料采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料，具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，因此，又称为特种陶瓷或精细陶瓷。而传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。

发明内容

针对上述的需求，本发明特别提供了一种耐高温陶瓷材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐高温陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：

Si₃N₄         55-60份，

ZrO2     12-16份，

PVA    11-13份，

CuO     6-8份，

Al2O3     5-12份，

Nb2O5      5-8份，

WO3     5-6份，

Pb3O4     3-5份。

所述ZrO2为纳米ZrO2

所述ZrO2的粒径为18-28纳米。

所述PVA的平均分子量为8000。

一种耐高温陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）称取Si₃N₄ 55-60份、CuO6-8份、Al2O35-12份、Nb2O55-8份、WO3 5-6份和Pb3O43-5份球磨1-2小时后，干燥；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下依次加入PVA11-13份和ZrO212-16份，以10℃ /min 的升温速率在700-800℃下加热0.5-1小时；

（3）将步骤2的产物在6Mpa 压强下压制成型，在1180-1210℃下烧结2-3 h，得到耐高温陶瓷材料。

步骤1中所述干燥温度为120℃。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明制得的耐高温陶瓷材料具有耐高温、机械强度、耐腐蚀性能和耐磨性，而且具有导电率高、重量轻、抗拉强度高和寿命长的特点。

（2）本发明制得的耐高温陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性和耐候性。

（3）本发明的耐高温陶瓷材料，其制备方法简单，易于工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

（1）称取Si₃N₄ 60kg、CuO6kg、Al2O35kg、Nb2O55kg、WO3 5kg和Pb3O44kg球磨1小时后，在120℃下干燥；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下依次加入平均分子量为8000的PVA11kg和粒径为18纳米ZrO212 kg，以10℃/min 的升温速率在800℃下加热0.5小时；

（3）将步骤2的产物在6Mpa 压强下压制成型，在1210℃下烧结2h，得到耐高温陶瓷材料。

制得耐高温陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例2

（1）称取Si₃N₄ 55kg、CuO7kg、Al2O312kg、Nb2O56kg、WO3 6kg和Pb3O43kg球磨2小时后，在120℃下干燥；

（2）将步骤1的产物，在惰性气氛下依次加入平均分子量为8000的PVA13kg和粒径为28纳米ZrO214kg，以10℃/min 的升温速率在700℃下加热1小时；

（3）将步骤2的产物在6Mpa 压强下压制成型，在1180℃下烧结2h，得到耐高温陶瓷材料。

制得耐高温陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例3