[发明专利]用于生产高强度材料的系统和方法

权利要求书

1.一种用于制造陶瓷和耐火材料的工艺，所述工艺包括以下步骤：

(a)制备包含纳米晶粒粒径的颗粒的多孔粉末，其中，与相同的晶体材料相比，所述颗粒的杨氏模量的值更小；

(b)压制和加工所述粉末，使得所述粉末形成稳定的均质复合物；以及

(c)将所述复合物烧结一定的时间和温度，以引起所述复合物的均匀收缩，从而制备致密的均质材料。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述粉末包括粒径分布在0.1至100微米之间的颗粒。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述粉末包含粒径分布为1至20微米之间的颗粒。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其中，所述颗粒的孔隙率在0.4％至0.7％之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，所述颗粒的所述杨氏模量小于所述相同的晶体材料的晶体值的杨氏模量的10％。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中，在所述步骤(c)之后，将煅烧粉末急速冷却以使所述纳米晶粒粒径最小化。

7.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述步骤(b)另外包括以下步骤：

(b1)通过在装置中摇动所述粉末使所述粉末的堆密度最大化；以及

(b2)施加压力以产生所述均质复合物，其中，选择条件以限制颗粒在这个工艺中的纳米晶粒粒径的生长。

8.根据权利要求7所述的工艺，其中，控制温度条件以限制所述颗粒的纳米晶粒粒径的生长。

9.根据权利要求8所述的工艺，其中，当压力释放时，所述复合物不膨胀或破碎。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的工艺，其中，将所述装置的形状设计为作为加工材料的特定使用，包括使用通过增材制造技术形成的形状。

11.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述步骤(b)和所述步骤(c)同时发生。

12.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，所述粉末是氧化镁。

13.根据权利要求1所述的工艺，其中，用于产生煅烧的碳酸镁和蒸汽的所述粉末通过氢氧化镁的分解产生。

14.根据权利要求13所述的工艺，其中，通过水蒸气在煅烧工艺中的反应形成蒸汽。

15.根据权利要求1至11中任一项所述的工艺，其中，所述粉末是氧化铝。

16.根据权利要求1至11中任一项所述的工艺，其中，所述粉末是碳化硅。

17.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，所述粉末包含至少一种纳米活性材料。