[发明专利]一种制备碳化硅晶须补强增韧陶瓷基复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备碳化硅晶须补强增韧陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将碳化硅晶须、分散介质和分散剂混合配制成分散液，并使碳化硅晶须在分散液中均匀分散，然后再过滤出碳化硅晶须并对此碳化硅晶须进行干燥，其中，所述分散剂的质量为所述分散介质质量的0.1%~5%，所述分散介质与碳化硅晶须的质量比为60:1~200:1；其中，在碳化硅晶须与分散介质、分散剂混合之前，采用酸洗法去除碳化硅晶须中的杂质和团聚体：将碳化硅晶须酸洗10 h~24 h，使碳化硅晶须中的杂质完全溶解，然后用去离子水清洗至中性，然后对碳化硅晶须进行干燥；

（2）将干燥后的碳化硅晶须进行过筛处理，以筛除碳化硅晶须中尺寸大于设定值的团聚体，从而提高碳化硅晶须的分散性；

（3）将陶瓷粉体、粘结剂和步骤（2）中得到的碳化硅晶须在50r/min~300 r/min的条件下机械混合5 h ~24 h，得到混合均匀的复合粉体，其中，所述粘结剂的质量为所述陶瓷粉体质量的5%~30%，所述碳化硅晶须质量为氧化铝造粒粉质量的2%~30%；其中，所述陶瓷粉体为氧化铝、氧化锆、二氧化硅、高岭土、氮化硅、碳化硅和碳化钛中的一种或多种；

（4）在SLS成型设备上对步骤（3）中得到的复合粉体进行成型，得到陶瓷素坯；

（5）将步骤（4）得到的陶瓷素坯进行冷等静压处理，其中，进行冷等静压的保压压力为50 MPa~350 MPa，保压时间为3 min~10 min；

（6）将步骤（5）得到的陶瓷素坯放置于排胶炉中进行脱脂处理，以去除陶瓷素坯中的有机物，脱脂处理的具体过程如下：先以0.5℃/min~10℃/min的升温速率从室温升温至400℃~500℃，保温1 h~4 h后，再以2℃/min~10℃/min的降温速率降至室温，即得到去除了有机物的陶瓷素坯；

（7）将步骤（6）得到的陶瓷素坯放置于气氛炉中进行烧结，即得到碳化硅晶须补强增韧陶瓷基复合材料，其中，烧结处理的具体过程如下：先以3℃/min~20℃/min的升温速率升温至1400℃~2000℃，保温2 h~6 h后，再以3℃/min~20℃/min的降温速率降至室温，即得到碳化硅晶须补强增韧陶瓷基复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酸洗采用的酸为氢氟酸和/或浓硝酸，并且酸的浓度为0.5 mol/L~1.5 mol/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中通过机械搅拌和超声波清洗机超声振荡共20 min~60 min，以使晶须均匀分散。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中的所述分散介质为去离子水、无水乙醇、乙二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中的所述分散剂为焦磷酸钠、吐温80、硅烷偶联剂、聚乙烯亚胺、非离子型聚丙烯酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为热固性聚合物和/或热塑性聚合物，所述热固性聚合物为环氧树脂或热固性酚醛树脂，所述热塑性聚合物为尼龙、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯。