[发明专利]一种高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料及其制备工艺

权利要求书

1.一种高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料，其特征在于，由如下重量份原料制成：25-35份氧化锆/石墨复合纤维，20-40份改性六方氮化硼，50-75份烧结莫来石，3-5份硅微粉，0.1-0.5份减水剂，10-15份电熔棕刚玉，20-30份碳化硅；

该耐磨浇注料由如下方法制成：

第一步、将氧化锆/石墨复合纤维和改性六方氮化硼粉碎研磨，直至其粒度为1-5mm，制得氧化锆/石墨复合纤维和改性六方氮化硼粉末；

第二步、将氧化锆/石墨复合纤维、改性六方氮化硼粉末、烧结莫来石、硅微粉、减水剂、电熔棕刚玉和碳化硅加入搅拌罐内，混合搅拌30min；

第三步、加入去离子水，并升温至60℃，在此温度下以450r/min的转速搅拌2h，之后注入模具中，带模具养护48h，之后脱模养护48-64h，干燥；

第四步、以5℃/min的升温速度升温至400-500℃，在此温度下保温5h，之后以8℃/min的升温速度升温至1400℃，保温4h，冷却，制得该耐磨浇注料；

其中，所述改性六方氮化硼由如下方法制成：

步骤S1、将正丁醇、N-甲基吡咯烷酮和二甲基甲酰胺按照1∶1∶1的重量比进行混合，制得混合溶剂，之后将六方氮化硼加入混合溶剂中，之后转移至超声仪中超声20h，控制超声仪的功率为140W，制得处理后的六方氮化硼；

步骤S2、将处理后的六方氮化硼加入球磨罐中，加入6-氨基己酸和去离子水，之后依次放入4mm和2mm的玛瑙球，密封球磨罐分别球磨10h，控制球料比为25∶1，球磨速度为1000r/min，制得改性六方氮化硼；

步骤S3、将改性后六方氮化硼加入去离子水中，超声1h，抽滤，之后再次加入去离子水中，超声1h，重复三次。

2.根据权利要求1所述的一种高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料，其特征在于，所述氧化锆/石墨复合纤维由如下方法制成：

（1）将石墨加入圆底烧瓶中，加入硝酸钠和98%浓硫酸，在3℃冰浴中搅拌15min，加入氯酸钾，继续搅拌30min，之后40℃水浴加热，反应3h，加入去离子水并置于80℃油浴下反应30min，加入20%过氧化氢水溶液继续反应10min，之后抽滤、洗涤、干燥，制得氧化石墨，控制石墨、硝酸钠、98%浓硫酸、氯酸钾和20%过氧化氢水溶液的重量比为1∶0.5∶20∶0.1∶3；

（2）将氧氯化锆、乙酰丙酮和乙二胺混合加入无水乙醇中，加入硝酸钇，通入氮气排出空气，55℃水浴加热并以120r/min的转速磁力搅拌5h，抽滤，制得滤液，将氧化石墨加入去离子水中制得悬浮液，将悬浮液和滤液混合通过静电纺丝，制得前驱体纤维，控制氧氯化锆、乙酰丙酮、乙二胺和硝酸钇的重量比为1∶1.2∶1∶0.02，控制氧氯化锆和氧化石墨的重量比为5∶1；

（3）将前驱体纤维进行热处理，先以2℃/min的速率升温至150℃，保温2h，之后以1℃/min的速率升温至450℃，保温2h，之后以0.5℃/min的速率升温至600℃，保温4h，制得氧化锆/石墨复合纤维。

3.根据权利要求1所述的一种高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料，其特征在于，所述硅微粉的粒度小于1μm，硅微粉中SiO₂的含量大于等于90%，所述电熔棕刚玉的粒度小于3mm，所述碳化硅的粒度小于0.06mm。

4.根据权利要求1所述的一种高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料，其特征在于，所述减水剂为柠檬酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的一种或几种。

5.如权利要求1~4任一所述高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将氧化锆/石墨复合纤维和改性六方氮化硼粉碎研磨，直至其粒度为1-5mm，制得氧化锆/石墨复合纤维和改性六方氮化硼粉末；

第二步、将氧化锆/石墨复合纤维、改性六方氮化硼粉末、烧结莫来石、硅微粉、减水剂、电熔棕刚玉和碳化硅加入搅拌罐内，混合搅拌30min；

第三步、加入去离子水，并升温至60℃，在此温度下以450r/min的转速搅拌2h，之后注入模具中，带模具养护48h，之后脱模养护48-64h，干燥；

第四步、以5℃/min的升温速度升温至400-500℃，在此温度下保温5h，之后以8℃/min的升温速度升温至1400℃，保温4h，冷却，制得该高吸收率、高热导率碳化硅耐磨浇注料。