[发明专利]一种耐高温金属陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种耐高温金属陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。

金属陶瓷迄今为止已历经三代，第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。金属陶瓷研制的另一个新方向是硼化物基金属陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔点和优良的导电性，耐腐蚀性，从而使硼化物基金属陶瓷成为最有发展前途的金属陶瓷。但是目前我国对金属陶瓷在性能方面的改进仍不理想，很难耐高温、高强度、韧性好、耐磨损等性能同时满足。

因此本发明意在研发一种具有耐高温性能，同时又具有高强度、韧性好和耐磨损性能的金属陶瓷复合材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足而提供一种耐高温金属陶瓷复合材料及其制备方法，该复合材料具有优良的硬度和抗弯强度，还具有良好的耐磨损性和耐高温性。

本发明采用的技术方案如下：

一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅20-30份、碳15-25份、铬4-12份、碳化锆8-18份、氧化锆1-3份、铂1-4份、铜3-9份、氧化铝纤维5-13份、钛粉1-5份。

以上所述的一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅24份、碳20份、铬9份、碳化锆13份、氧化锆1份、铂3份、铜5份、氧化铝纤维12份、钛粉3份。

以上所述的一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅28份、碳18份、铬7份、碳化锆15份、氧化锆2份、铂4份、铜7份、氧化铝纤维9份、钛粉4份。

进一步，所述氧化铝纤维直径为4-6μm。

以上所述的一种耐高温金属陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将各组分混合后研磨1-2h，再干燥，然后在500-600MPa下压制，在氮气氛围中，于1300-1400℃下烧结1-2h，最后自然冷却，即得所述一种耐高温金属陶瓷复合材料。

进一步，所述干燥温度为100-200℃。

本发明的有益效果：

第一，本发明的金属陶瓷复合材料具有优良的耐高温和耐磨损性能；

第二，本发明的金属陶瓷复合材料抗弯强度高达2400MPa，洛氏硬度达102；

第三，本发明制备方法简单易行，适于大范围推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明中使用的试剂如无特别说明均可通过市购获得。

实施例1

一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅20份、碳15份、铬4份、碳化锆8份、氧化锆1份、铂1份、铜3份、氧化铝纤维5份、钛粉1份。

所述的一种耐高温金属陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将各组分混合后研磨1h，再将所得物料于100℃下干燥，然后在500MPa下压制，在氮气氛围中，于1300℃下烧结1h，最后自然冷却，即得所述一种耐高温金属陶瓷复合材料。

实施例2

一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅22份、碳17份、铬6份、碳化锆10份、氧化锆1份、铂2份、铜4份、氧化铝纤维7份、钛粉2份。

所述的一种耐高温金属陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比，将各组分混合后研磨2h，再将所得物料于200℃下干燥，然后在600MPa下压制，在氮气氛围中，于1400℃下烧结2h，最后自然冷却，即得所述一种耐高温金属陶瓷复合材料。

实施例3

一种耐高温金属陶瓷复合材料，包括按照质量份数计的如下原料：碳化硅24份、碳20份、铬9份、碳化锆13份、氧化锆1份、铂3份、铜5份、氧化铝纤维12份、钛粉3份。