[发明专利]一种碳纳米管-氮化铝陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纳米管‑氮化铝陶瓷的制备方法，包括：(1)将粒径为20～40nm的碳纳米管加入去离子水中，超声分散30～40min，得到质量浓度为5～15g/L的碳纳米管悬浮液；(2)向上述碳纳米管悬浮液中加入含有20～40g/L钴盐溶液的镀液中，加入碱液调节镀液的pH为8～9，在30～40℃水浴条件下磁力搅拌反应3～5h，离心分离，洗涤，干燥，得到镀钴碳纳米管；(3)将上述镀钴碳纳米管与氮化铝陶瓷按照重量比为1:50～150进行混合，再加入重量百分比为1～3％的粘结剂，搅拌均匀，所得混合浆料烘干后于50～100MPa的压力条件下进行压制，于1000～1200℃焙烧1～2h，保温50min，得到碳纳米管‑氮化铝陶瓷。本发明中的碳纳米管‑氮化铝陶瓷中，通过添加镀钴碳纳米管，不仅具有较高的硬度，而且具有良好的断裂韧性。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别是涉及一种碳纳米管-氮化铝陶瓷的制备方法。

背景技术

氮化铝陶瓷具有机械强度大、绝缘电阻大，硬度高，耐磨耐腐蚀等优良的性能。它在石油化学工业、国防，机械和电子工业等领域中备受青睐，但是由于陶瓷材料的高硬脆性，以及两者膨胀系数的差异，使得其与金属基体的结合强度比较差。

碳纳米管是纳米尺寸的碳质材料，由于其极大的表面积，良好的导电导热性能，优越的机械特性，近年来有着很大的应用前景。通过添加碳纳米管的陶瓷物理化学性能都能得到显著的提高，但是其硬度和断裂韧性还有待于提高。

为此，有必要针对上述问题，提出一种碳纳米管-氮化铝陶瓷的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管-氮化铝陶瓷的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳纳米管-氮化铝陶瓷的制备方法，包括：

(1)将粒径为20～40nm的碳纳米管加入去离子水中，超声分散30～40min，得到质量浓度为5～15g/L的碳纳米管悬浮液；

(2)向上述碳纳米管悬浮液中加入含有20～40g/L钴盐溶液的镀液中，加入碱液调节镀液的pH为8～9，在30～40℃水浴条件下磁力搅拌反应3～5h，离心分离，洗涤，干燥，得到镀钴碳纳米管；

(3)将上述镀钴碳纳米管与氮化铝陶瓷按照重量比为1:50～150进行混合，再加入重量百分比为1～3％的粘结剂，搅拌均匀，所得混合浆料烘干后于50～100MPa的压力条件下进行压制，于1000～1200℃焙烧1～2h，保温50min，得到碳纳米管-氮化铝陶瓷。

优选的，步骤(1)中，所述碳纳米管悬浮液的质量浓度为10g/L。

优选的，步骤(1)中，超声功率为400～600W。

优选的，步骤(2)中，所述钴盐溶液为硝酸钴溶液或氯化钴溶液。

优选的，步骤(2)中，所述镀液还包括30～40g/L柠檬酸钠溶液、15～25g/L次亚磷酸钠溶液及40～60g/L硝酸铵溶液。

优选的，步骤(2)中，所述碱液为氢氧化钠溶液或氨水溶液。

优选的，步骤(3)中，所述镀钴碳纳米管与所述氮化铝陶瓷重量比为1:100。

优选的，步骤(3)中，烘干温度为110℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的碳纳米管-氮化铝陶瓷中，通过添加镀钴碳纳米管，不仅具有较高的硬度，而且具有良好的断裂韧性。

具体实施方式