[发明专利]一种碳化物基陶瓷材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种碳化物基陶瓷材料，其特征在于，以质量份数计，原料包括以下组分：碳化硅粉50-80份、硅粉10-18份、Ti-Si-Fe合金粉3-5份、生物炭15-20份、粘结剂8-10份。

2.根据权利要求1所述的一种碳化物基陶瓷材料，其特征在于，所述碳化硅粉粒径为15-20μm，硅粉粒径0.5-2μm，Ti-Si-Fe合金粉粒径0.2-0.8μm。

3.根据权利要求1所述的一种碳化物基陶瓷材料，其特征在于，所述粘结剂为氧化铝和二氧化硅按照1∶(3-5)的质量比混合而成，氧化铝、二氧化硅粒径1-3μm。

4.根据权利要求1所述的一种碳化物基陶瓷材料，其特征在于，所述生物炭为粒径为8-15微米的碳化稻壳粉。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的碳化物基陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳化硅粉、硅粉、Ti-Si-Fe合金粉、生物炭、粘结剂混匀后置于球磨机中，加入球磨球进行球磨；

(2)步骤(1)所得球磨料置于喷雾造粒机中，制得造粒粉料，造粒粉料置于模具中在120-180MPa的压力下压制成型；

(3)步骤(2)成型后的试样在300-500℃条件下固化12-24h后，在氮气气氛，800-1000℃条件下保温1-3h，然后升温至1300-1450℃高温烧结2-5h，冷却至室温得碳化物基陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的碳化物基陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨球为氧化锆球，球料比为3-5∶1，球磨转速为150-200r/min，球磨时间2-4h。

7.根据权利要求5所述的碳化物基陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将碳化硅粉、硅粉、Ti-Si-Fe合金粉、生物炭、粘结剂加入溶剂混匀后置于球磨机中，进行球磨，所述溶剂为无水乙醇，加入量为刚好没过原料和球磨球。

8.根据权利要求5所述的碳化物基陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所得造粒粉料平均粒度低于1μm，所述模具为φ(10-50mm)×(30-50mm)圆柱型或(10-25mm)×(10-25mm)×(30-50mm)的长条形。

9.根据权利要求5所述的碳化物基陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中以30-50℃/min的升温速率升温至800-1000℃保温1-3h，然后以50-100℃/min的升温速率升温至1300-1450℃高温烧结2-5h后，以30-50℃/min的降温速率降至室温。