[发明专利]三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法及成型装置

权利要求书

1.一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：三维氧化铝纤维编织件预处理：将三维氧化铝纤维编织件进行预烧结，完成纤维编织件的去胶化处理；

S2：陶瓷浆料的制备：将氧化锆粉体、稳定剂和分散剂加入去离子水中，进行搅拌及超声处理，使物料充分碰撞分散，获得均质预混分散液，向在预混液中加入粘结剂，经球磨后得到稳定的陶瓷浆料；

S3：复合材料的制备：采用真空辅助循环浸渍工艺，将S2中制备的陶瓷浆料均匀、高效引入S1中处理后的三维氧化铝纤维编织件中，获得三维氧化铝纤维编织件增强氧化锆陶瓷湿坯，随后经固化-预烧结-致密化处理后得到三维氧化铝纤维编织件增强氧化锆陶瓷复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述三维氧化铝纤维编织件通过经编工艺制备得到；

单根氧化铝纤维断裂强度为2.1～3.1Mpa；

预处理温度为600～700℃，保温时间0.5～2h。

3.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述预混液的pH为1.8～13，粘度为50～200mPa·s，Zeta电位为-35～10mV；

所述氧化锆粉体的直径为50～500nm。

4.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述分散剂为聚电解质型分散剂、非电解质型分散剂、高价小分子型分散剂中的一种或多种的组合；

其中，聚电解质型分散剂为聚丙烯酸盐或聚甲基丙烯酸盐中的一种或多种的组合，非电解质型分散剂为聚乙二醇或阿拉伯树胶的一种或多种的组合；

所述高价小分子型分散剂为柠檬酸或多聚磷酸盐的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述稳定剂为碱土金属氧化物；

所述碱土金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钇或氧化铈的物质中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述均质预混分散液中氧化锆粉体的含量为50-70wt％，稳定剂的含量为3～8wt％，分散剂含量为3～5wt％，粘结剂的含量为3～5wt％。

7.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述真空辅助循环浸渍工艺中，浸渍时间为1-10h，温度为20～30℃；

所述固化的处理条件为：固化温度30-120℃，固化时间1-12h；

所述预烧结的处理条件为：置于马弗炉中在700～900℃下煅烧1～2h。

8.根据权利要求1所述的一种三维氧化铝纤维增强氧化锆陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述致密化处理的条件为：置于放电等离子烧结炉中，温度为1000-1300℃，压力为30～50MPa，处理时间为1-15min。