[发明专利]一种碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料，其特征在于：该复合材料由基体层和分隔层组成，所述基体层陶瓷粉末由B₄C和碳黑两种粉末组成，其质量配比为：B₄C:C = (95~98):(5~2)；所述分隔层陶瓷粉末由B₄C和SiC两种粉末组成，其质量配比为：B₄C:SiC = (60~80):(40~20)。

2.根据权利要求1所述的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料，其特征在于：所述碳化硼的平均颗粒尺寸为3~8 μm，碳化硅粉末的平均颗粒尺寸为0.5~2 μm。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

（1）将单体、交联剂和分散剂溶解于水中，制成单体溶液，其中单体、分散剂和交联剂的质量浓度分别为1.5%~5.0%、0.3%~1.2%、0.1%~0.3%；

（2）取两份单体溶液，在两份单体溶液中分别加入如权利要求1所述的基体层陶瓷粉末和分隔层陶瓷粉末，均经高能球磨20~40小时后分别得到基体层混合浆料和分隔层混合浆料，陶瓷粉末的质量浓度为40%~80%；

（3）将步骤（2）得到的两种混合浆料分别在真空中搅拌抽气10~30分钟后，加入引发剂并搅拌均匀，分别得到基体层陶瓷初始料浆和分隔层陶瓷初始料浆，其中引发剂的质量浓度分别为0.1%~0.3%；

（4）将步骤（3）获得的基体层和分隔层陶瓷初始料浆在模具中交替浇注在模具中，凝固后得到层状复合陶瓷材料坯体；

（5）将装有坯体的模具在空气气氛下，先以 < 5℃/分钟的速度慢速升温至300~400℃，保温2~4小时进行排胶处理，待有机物完全排尽后，将坯体转移到石墨模具中；

（6）坯体在真空炉中热压烧结，升温速率为5~20℃/min，热压烧结温度为1950~2150℃，保温时间1~2小时，并在烧结过程中施加30~50 MPa的压力。

4.根据权利要求3所述的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，分散剂为聚丙烯酸铵和聚乙烯吡咯烷酮混合物，聚丙烯酸铵和聚乙烯吡咯烷酮质量比为3:1；步骤（3）中的引发剂为过硫酸铵。

5.根据权利要求3所述的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）所述层状复合陶瓷的层数为3层、5层或7层，其中基体层陶瓷初始料浆位于复合材料的表面，分隔层陶瓷初始料浆位于两个基体层陶瓷初始料浆之间。

6.根据权利要求2所述的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述基体层陶瓷初始料浆与分隔层陶瓷初始料浆的层厚比为2:1~5:1。