[发明专利]碳化硅晶须改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用、氮化硼复合体及其制备方法

说明书

本发明属于超硬复合技术领域，具体涉及一种碳化硅晶须改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用、氮化硼复合体及其制备方法。本发明提供了一种碳化硅晶须改性氮化硼复合材料的制备方法，包括以下步骤：将氮化硼水分散液、第一醇类溶剂、含有硅源的醇溶液和pH值调节剂第一混合，进行水解反应，得到二氧化硅包裹的氮化硼；将所述二氧化硅包裹的氮化硼和碳源第二混合，煅烧，得到所述碳化硅晶须改性氮化硼复合材料。本发明通过原位生长的方式在氮化硼表面生长得到碳化硅晶须，得到的碳化硅晶须和氮化硼具有很好的结合性和分散性。

技术领域

本发明属于超硬复合技术领域，具体涉及一种碳化硅晶须改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用、氮化硼复合体及其制备方法。

背景技术

氮化硼复合体具有较高的硬度和耐磨性，同时具有比金刚石更优异的耐热性和化学惰性，特别适用于切削淬硬钢、铸铁、粉末冶金材料和耐热合金等铁基材料。氮化硼微粉表面有一层致密的氧化硼薄膜，这层薄膜阻碍了氮化硼晶粒间的直接键合，所以很难通过氮化硼和氮化硼之间直接键合得到高强度的氮化硼复合体，因此在合成氮化硼复合体的过程中一般需要加入多种结合剂材料以加强氮化硼晶粒之间的结合。

碳化硅晶须以其高弹性模量、优异的化学稳定性等优点被广泛用作氮化硼复合体的增韧相。碳化硅晶须不仅促进了氮化硼复合体的致密化，还提高了复合体的断裂韧性和强度等性能。目前向氮化硼复合体中引入碳化硅晶须的方式主要是直接将碳化硅晶须和氮化硼通过球磨的方式进行混合，这种引入方式容易导致碳化硅晶须在氮化硼复合体中分散性较差，进而使得到的氮化硼复合体的力学性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅晶须改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用、氮化硼复合体及其制备方法，本发明得到的碳化硅晶须改性氮化硼复合材料中，碳化硅晶须在氮化硼中具有很好的分散性，以所述碳化硅晶须改性氮化硼复合材料为原料制备得到的氮化硼复合体具有优异的力学性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种碳化硅晶须改性氮化硼复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将氮化硼水分散液、第一醇类溶剂、含有硅源的醇溶液和pH值调节剂第一混合，进行水解反应，得到二氧化硅包裹的氮化硼；

将所述二氧化硅包裹的氮化硼和碳源第二混合，煅烧，得到所述碳化硅晶须改性氮化硼复合材料。

优选的，所述氮化硼水分散液中氮化硼和水的质量比为0.08～0.15：1。

所述第一醇类溶剂和氮化硼水分散液的质量比为0.08～0.1：1。

优选的，所述含有硅源的醇溶液包括硅源和第二醇类溶剂；

所述硅源包括正硅酸甲酯和/或正硅酸乙酯；

所述硅源和第二醇类溶剂的质量比为1：5～1：10；

所述硅源和所述氮化硼分散液中的水的质量比为1：5～20。

优选的，所述碳源包括活性炭、酚醛树脂和蔗糖中的一种或几种；

所述碳源和二氧化硅包裹的氮化硼的质量为0.5～2：1。

优选的，所述煅烧在保护气氛下进行；

所述煅烧的温度为1450～1600℃，保温时间为2～3h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的碳化硅晶须改性氮化硼复合材料。

本发明还提供了上述技术方案所述碳化硅晶须改性氮化硼复合材料在制备氮化硼复合体中的应用。

优选的，所述应用的方式包括将所述碳化硅晶须改性氮化硼复合材料作为原料制备所述氮化硼复合体；