[发明专利]一种金属基陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开一种金属基陶瓷材料的制备方法，属于金属陶瓷材料制备技术领域，将粉末与粘结剂混匀后，压片后进行预烧结，然后再加入Zr粉末研磨、压片后进行烧结，得到金属基陶瓷材料，通过扫描电镜可知白骨状物质为介电陶瓷FeNbO₄；从测试数据可得所得金属基陶瓷材料粉末之间结合良好，FeNbO₄陶瓷增强相提高了烧结材料的结合强度，使位错扩展敏感性降低，致密度较高，孔隙率降低，能够在很大程度上促进该材料的工业应用。

技术领域

本发明属于金属陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种金属基陶瓷材料的制备方法。

背景技术

随着材料应用领域的不断延伸，金属基陶瓷材料以耐高温及优良的声光电性能的特点不断出现在材料工业中进行应用。对金属基陶瓷材料的研究越来越受到关注，并逐渐形成了多学科并存的制备技术体系。当应用于电容器领域时，要求材料的电阻率高，介电常量大，其中研究比较多的有金红石(TiO₂)陶瓷、含二氧化钛的复合氧化物陶瓷，但是这些陶瓷材料由于存在制备工艺单一、经济性能差、应用不广的缺点，在应用时需要解决更多制备简易、费用昂贵的问题，现在技术人员致力于开发更好的材料。

基于现有技术存在的问题，科研人员开始开发更为优异的合金材料，铁基材料因为其优异的经济性能和结构复合形式多样成为现在研究的重点之一，成都易态科技有限公司还公开了一种烧结Fe-Al基合金材料的制备方法，制备的材料具有较好的抗高温氧化，但是该专利并没有完善和公布工艺方案与粉末配比所引起的孔隙率的问题，其工艺或者原材料配比存在问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明采用有机粘结剂混合Fe基粉末进行烧结，在提高结合强度的情况下制备金属基复合陶瓷材料。

本发明提供一种金属基陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照Fe_54+x(Si₃N₄)_12-x(BN)₁₀Nb₂₄的化学计量比，称取原材料Fe、Si₃N₄、BN、Nb粉末，其中x=0～10，并充分研磨混匀；

（2）按照粘结剂与混合粉末质量比为1︰3~6的比例，将粘结剂加入到步骤（1）的混合粉末中，混匀、压片、预烧结；

（3）步骤（2）预烧结后的产物冷却至室温后加入Zr粉并研磨，Zr粉占最后混合物的质量百分比为2.5~3.1%，按照粘结剂与混合物质量比为1︰3~6的比例，加入粘接剂，混匀、压片、烧结，得到金属基陶瓷材料。

步骤（1）和步骤（3）所述研磨时间为0.5～2h。

步骤（2）和步骤（3）所述压片的最终压力为6～30MPa，从0MPa开始每增加2～4MPa保压1～5min。

步骤（2）和（3）所述压片的形状为圆柱状，直径为0.6～2cm、厚度为2.5～5mm。

步骤（2）和（3）所述粘结剂为无水乙醇与聚乙烯醇PVAL按照质量比1︰3混合而成。

步骤（2）所述预烧结条件为温度600～800℃，保温时间3～5h，气氛为空气。

步骤（3）所述烧结的条件为温度600~800℃，保温时间3～5h，降温至400~500℃，保温1~2h，继而升温至1100～1250℃，保温时间10～20h，烧结气氛为空气。

本发明的有益效果：