[发明专利]一种钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料

权利要求书

1.一种钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料，制备原料包括：陶瓷基体原料由氧化铝（江都市新晶辉特种耐火材料有限公司）、粘土（武钢集团矿业有限责任公司焦作矿）和钾长石（临湘市天信矿石有限公司）组成，其颗粒大小分别为120-150，80μm和45μm，质量配比为29：20：15，以45μm碳化硅（淄博国凯铝业有限公司）、75μm鳞状石墨（山东省南墅石墨矿）和还原铁粉（上海纪东粉末冶金厂生产并过200目筛）作为摩擦调节剂，其质量配比为1：1：1；以钢纤维（珠海大正金属纤维有限公司，D3-52F型，等效直径为60-180μm，长度为1-3mm） 和硅酸铝纤维（山东鲁阳有限公司，直径5-10μm，长度3-5mm）作为增强材料。

2.根据权利要求1所述的钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料，其特征是钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料的制备步骤为：在保持陶瓷基体组分、钢纤维及摩擦调节剂相对比例不变（16:6:3）的前提下，分别加入质量分数为0%，8%，16%，24%的硅酸铝陶瓷纤维；用精密天平称量各组分后，用LVH-0.1型高速混料机混料，混料时间为15min，然后在混料中添加质量分数为1.7%的聚乙烯醇溶液，搅拌均匀，最终将混料烘干；用YX32-500型油压机在25MPa压制力下压制成尺寸为200mmX100mmX10mm的样块，并在氮气作保护气氛的DGNL-300型多功能烧结炉中于1100℃烧结，压力为2MPa，保温2h，最后将烧结体机加工成尺寸为25mmX25mmX6mm的试样。

3.根据权利要求1所述的钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料，其特征是钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料的检测步骤为：采用XD-MSM型自动控制定速摩擦磨损试验机测摩擦磨损性能，对偶摩擦盘为45钢，其硬度为35-45HRC，转速恒定为480r/min，载荷为1225N，依 照GB5763-2008测定在100，150，200，250，300，350 ℃的摩擦因数和磨损率；利用HR-150DT型洛氏硬度计测试样的硬度；试样切割成尺寸为20mmX20mmX10mm的板材，按照GB/T2611-2007，采用WAW型液压万能试验机测抗剪强度；将磨损后试样的磨损表面在108MANUAL型真空镀膜仪上镀金， 时间为40s，采用ZEISS型场发射扫 描电子显微镜（SEM）观察磨损表面的形貌。

4.根据权利要求1所述的钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料，其特征是以廉价且来源广泛的氧化铝、粘土和钾长石为原料，采用热压烧结方法制备了钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强的陶瓷基复合材料；随硅酸铝纤维含量的增加，复合材料的硬度逐渐增大，抗剪强度先增大后减小；纤维的积聚造成陶瓷基体界面的结合变弱，是钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料力学性能降低的主要原因；随着硅酸铝纤维含量的增加，陶瓷基复合材料的摩擦因数增大；硅酸铝纤维的加入能够提高陶瓷基复合材料在低温下的耐磨性能，但对其在高温下的耐磨性不利。