[发明专利]一种耐腐蚀高韧性金属陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及到金属陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀高韧性金属陶瓷的制备方法。本发明自制得到铁酸镍陶瓷粉末和镍包覆铜粉，铁酸镍陶瓷粉末与镍包覆铜粉经物理、化学反应得到耐腐蚀高韧性金属陶瓷，煅烧时，在陶瓷骨架烧结收缩作用下，金属相可发生流动迁移而填充陶瓷骨架孔隙，金属相中铜可自发溶渗到铁酸镍中，获得致密的具有互穿网络结构金属陶瓷，金属相中的活性元素镍、铁使得金属陶瓷的金属相与陶瓷相相互穿透分散均匀，金属陶瓷受到冲击载荷时，产生裂纹时金属相的网状结构会使裂纹产生分叉，裂纹扩散应力增大，裂纹难以向某一方向发展，从而提高金属陶瓷韧性。

技术领域

本发明涉及到金属陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀高韧性金属陶瓷的制备方法。

背景技术

金属陶瓷，是一种由金属或合金同一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素（铁、钴、镍、铬、钨、钼等）及其合金。在制备过程中，金属和陶瓷相之间的溶解度相当小，它既保持有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又有较好的金属韧性和可塑性，是一类非常重要的工具材料和结构材料。

根据金属陶瓷中主要非金属相的种类，金属陶瓷可分为五种类型：氧化物基、碳化物基、碳氮化物基、硼化物基和含有石墨或金刚石状碳的金属陶瓷。迄今，能保证材料高机械性能的最好的结构组合和原子间相互作用的最典型的示例，是WC-Co基金属陶瓷。

金属陶瓷因其独特性质，因而被广泛用作刀具材料、模具材料以及耐热、耐磨部件等方面，对工业发展和生产率的提高起着重要的推动作用，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。

但是现有的金属陶瓷存在脆性大，强韧性不足，很容易在冲击载荷的情况下出现破碎的现象，很有必要对此加以改进。通常情况下，金属陶瓷的硬度主要与金属和陶瓷的种类、陶瓷的含量、陶瓷颗粒的尺寸以及陶瓷颗粒与金属基体的结合状态等相关，因此，制备金属陶瓷材料时需要充分考虑到这些因素。

对金属陶瓷的研究已成为材料研究领域中一个非常重要的研究课题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前金属陶瓷中金属相易作为阳极发生电化学腐蚀、金属陶瓷脆性大，韧性不足的缺陷，提供了一种耐腐蚀高韧性金属陶瓷的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种耐腐蚀高韧性金属陶瓷的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将氧化镍、氧化钾、氯化钾混合得到混合配料，将100～200g混合配料放入400～500mL无水乙醇中，得到球磨料，将球磨料倒入装载氧化锆的球磨罐中球磨后，放入烘箱中，加热升温，干燥，得到烘干粉末；

（2）将烘干粉末放入刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚移入电阻炉中，通电升温，保温后，程序降温，冷却至室温后，得到熔盐产物，用去离子水洗涤熔盐产物，得到去氯粉末，将去氯粉末放入烘箱中，加热升温，干燥后得到铁酸镍陶瓷粉末；

（3）用硫酸溶液对铜粉进行洗涤，再用去离子水对铜粉进行二次清洗，按重量份数计，将30～35份六水硫酸镍、20～30份水合肼、5～10份乳酸、40～50份氢氧化钠溶液、30～40份去离子水和20～25份铜粉混合置于烧杯，得到化学镀溶液；

（4）对装有化学镀溶液的烧杯水浴升温，保温搅拌反应，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到镍包覆铜粉；

（5）按重量份数计，将40～50份铁酸镍陶瓷粉末、20～25份镍包覆铜粉、置于球磨机中，向球磨机倒入80～90份聚乙烯醇水溶液中，球磨，得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料置于烘箱中，加热升温，干燥，得到干燥粉末；