[发明专利]一种对称层状梯度复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种对称层状梯度复合材料，其特征在于，制备所述复合材料的原料包括微米级陶瓷Si₃N₄和Mo；

所述复合材料为叠层结构；将所述Si₃N₄作为中间层，在所述Si₃N₄上、下两端分别设置具有相同质量分数的Si₃N₄和Mo层。

2.制备权利要求1所述的对称层状梯度复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：混合：根据梯度层数、梯度组分和各层组分厚度，将Mo粉、Si₃N₄粉和烧结助剂混合形成混合料；

步骤2：装模：将所述混合料制备的圆形片状结构堆叠于石墨模具中压制成型后，于其上下两端分别设置喷有氮化硼隔离剂的上下石墨压头，并在石墨模具外表面嵌套石墨碳毡；

步骤3：烧结：将所述步骤2的石墨模具置于等离子活化烧结炉中烧结。

3.根据权利要求2所述的对称层状梯度复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的烧结助剂为MgO或/和Y₂O₃。

4.根据权利要求2所述的对称层状梯度复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的梯度层数为5-20层。

5.根据权利要求2所述的对称层状梯度复合材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括，于氩气气氛和20-50MPa压力下，以100-300℃/min的升温速率，在1400-1800℃保温5-20min。

6.根据权利要求2所述的对称层状梯度复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中将所述步骤2的石墨模具置于等离子活化烧结炉中烧结，包括：

将陶瓷粉料和烧结助剂放入球磨机中球磨2-4h后放入干燥箱中干燥12h，干燥温度80℃；

将各梯度中间层的陶瓷粉料和烧结助剂放入球磨机中球磨0.5-2h后放入干燥箱中干燥12h，干燥温度80℃；

将干燥后的所述各梯度层、陶瓷粉料和金属粉末在直径为15-25mm的石墨模具中层层堆叠，利用压片机在5-10MPa压力下将其预压成型。

7.权利要求1所述的对称层状梯度复合材料作为液态金属电池的高温密封绝缘材料的应用。