[发明专利]一种碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷复合材料技术领域，具体是一种碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步 和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，中国历史上各朝各代有着不同艺术 风格和不同技术特点。随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。它们不再使用或 很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的 范围，并且出现了许多新的工艺。美国和欧洲一些国家的文献已将“Ceramic”一词理解为各种无机非金 属固体材料的通称。因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了。

碳化硅陶瓷是一种应用较早且应用较为广泛的金属陶瓷。碳化硅陶瓷不仅具有优良的常温力学性能， 如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能 (强度、抗蠕变性等)也表现优异。然而纯的碳化硅陶瓷难以烧结致密，这就制约了其各项力学性能的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出 的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料，由以下按照物质的量份数的原料组成：碳化钼粉末78-84份、碳 化硼粉末17-22份、硅粉100-108份、纳米氧化钽粉末3-8份。

作为本发明进一步的方案：由以下按照物质的量份数的原料组成：碳化钼粉末79-83份、碳化硼粉末 18-21份、硅粉102-106份、纳米氧化钽粉末4-7份。

作为本发明再进一步的方案：由以下按照物质的量份数的原料组成：碳化钼粉末82份、碳化硼粉末 20份、硅粉104份、纳米氧化钽粉末5份。

所述碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料的制备方法，步骤如下：

1)称取碳化钼粉末、碳化硼粉末和硅粉，放入球磨罐中，以无水乙醇作为分散介质，球磨15-18h， 获得第一分散液；

2)将第一分散液置于真空干燥箱中，在120-130℃下真空干燥3-5h，以去除无水乙醇，获得第一混 合粉料；

3)将第一混合粉料投入热压烧结炉中，在惰性气体的氛围下进行预烧结处理，获得预烧结料，预烧 结温度为1200-1250℃，预烧结时间为1-2h；

4)将预烧结料粉碎，获得预烧结粉末，称取纳米氧化钽粉末，将纳米氧化钽粉末与预烧结粉末合并， 以无水乙醇作为分散介质，球磨20-25h，获得第二分散液；

5)将第二分散液置于真空干燥箱中，在140-150℃下真空干燥4-6h，以去除无水乙醇，获得第二混 合粉料；

6)将第二混合粉料经冷压成型后，投入热压烧结炉中，在惰性气体的氛围下进行烧结处理，获得碳 化硅-硼化钼复合陶瓷材料，烧结温度为1850-1950℃，烧结方法为：首先以15℃/min升温至1550-1600℃， 保温2-3h，然后以10℃/min升温至烧结温度，保温1h，自然冷却即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料，抗弯强度为 786.7-880.2Mpa，断裂韧性为6.3-6.8Mpa·m^1/2，抗弯强度及断裂韧性均表现优异，有利于拓展碳化硅陶 瓷的应用范围，本发明通过添加纳米氧化钽粉末，能够增强碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料的抗弯强度及断 裂韧性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料，由以下按照物质的量份数的原料组成：碳化钼粉末78份、碳化硼 粉末17份、硅粉100份、纳米氧化钽粉末3份。

本实施例中所述碳化硅-硼化钼复合陶瓷材料的制备方法，步骤如下：

1)称取碳化钼粉末、碳化硼粉末和硅粉，放入球磨罐中，以无水乙醇作为分散介质，球磨15h，获 得第一分散液；

2)将第一分散液置于真空干燥箱中，在120℃下真空干燥3h，以去除无水乙醇，获得第一混合粉料；

3)将第一混合粉料投入热压烧结炉中，在惰性气体的氛围下进行预烧结处理，获得预烧结料，预烧 结温度为1200℃，预烧结时间为1h；