[发明专利]一种纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷，其特征在于，按照质量百分比计，所述复相陶瓷包括：

其中，所述碳化硅粉体与碳化硼粉体的质量比为1:4～4:1；

所述碳化硅粉体包括纳米碳化硅粉体与微米碳化硅粉体，所述纳米碳化硅粉体质量为5wt％～20wt％，所述碳化硼粉体包括纳米碳化硼粉体与微米碳化硼粉体，所述纳米碳化硼粉体质量为5wt％～20wt％；

所述纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)一次纳米粉体混合：根据质量百分比，将所述纳米碳化硅粉体、纳米碳化硼粉体、碳粉、纳米石墨烯粉体与去离子水、分散剂进行一次球磨混合，得到预浆料；

(2)二次粉体混合：根据质量百分比，向步骤(1)所得预浆料中添加所述氧化锆粉体、微米碳化硅粉体与微米碳化硼粉体，并添加有机粘结剂，按照设计的球料比、液料比补充混合介质后进行二次球磨混合，制得陶瓷浆料；

(3)喷雾造粒：将步骤(2)制得的陶瓷浆料进行喷雾造粒，控制喷雾压力、进风温度、出风温度，制备得到造粒粉；

(4)压力成型：将步骤(3)得到的造粒粉进行压力成型制得陶瓷素坯；

(5)预烧结：将步骤(4)得到的陶瓷素坯放入高温真空/气氛烧结炉中进行预烧结，然后随炉冷却至500℃-900℃；

(6)终烧结：将所述陶瓷素坯由500℃-900℃快速升温至终烧温度，保温一定时间后随炉冷却至室温，得到所述纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷。

2.如权利要求1所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷，其特征在于，所述纳米碳化硅粉体与的粒度为50nm～100nm，所述微米碳化硅粉体的粒度为0.5～1.0μm。

3.如权利要求1所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷，其特征在于，所述纳米碳化硼粉体的粒度为50nm～100nm，所述微米碳化硼粉体的粒度为0.5～1.0μm。

4.如权利要求1所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷，其特征在于，所述氧化锆粉体的粒度为0.5μm～0.8μm，所述碳粉的粒度为20nm～100nm。

5.如权利要求1所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷，其特征在于，所述纳米石墨烯粉体的纯度均≥99％，所述石墨烯为多层石墨烯，所述石墨烯的厚度为30nm～80nm。

6.一种权利要求1-5中任一项所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)一次纳米粉体混合：根据质量百分比，将所述纳米碳化硅粉体、纳米碳化硼粉体、碳粉、纳米石墨烯粉体与去离子水、分散剂进行一次球磨混合，得到预浆料；

(2)二次粉体混合：根据质量百分比，向步骤(1)所得预浆料中添加所述氧化锆粉体、微米碳化硅粉体与微米碳化硼粉体，并添加有机粘结剂，按照设计的球料比、液料比补充混合介质后进行二次球磨混合，制得陶瓷浆料；

(3)喷雾造粒：将步骤(2)制得的陶瓷浆料进行喷雾造粒，控制喷雾压力、进风温度、出风温度，制备得到造粒粉；

(4)压力成型：将步骤(3)得到的造粒粉进行压力成型制得陶瓷素坯；

(5)预烧结：将步骤(4)得到的陶瓷素坯放入高温真空/气氛烧结炉中进行预烧结，然后随炉冷却至500℃-900℃；

(6)终烧结：将所述陶瓷素坯由500℃-900℃快速升温至终烧温度，保温一定时间后随炉冷却至室温，得到所述纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷。

7.如权利要求6所述的纳米粉体改性碳化硅-碳化硼复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述一次球磨混合的时间为6-10h，所述分散剂为聚丙烯酸胺，按照质量百分比，所述聚丙烯酸胺的添加量为0.1-0.8％；

步骤(2)中，所述二次球磨混合的时间为10-20h，所述有机粘结剂为水性酚醛树脂溶液，按照质量百分比，所述水性酚醛树脂溶液的添加量为1-3％。