[发明专利]静磁场中功能梯度材料注浆成型制备方法

摘要

本发明公开了静磁场中功能梯度材料注浆成型的制备方法。其步骤为：1)准备石膏模具；2)将陶瓷粉末和强磁性的金属粉末按一定比例与水或非水溶剂混合，并在球磨机中搅拌制成均匀弥散的浆液；3)在磁场强度为0.1～5.0特斯拉的静磁场中浇注成型；4)烘干，烧结成型。本发明方法的优点是：通过改变磁场强度，可以在很大成分范围内制备出各种厚度的梯度材料，成分连续变化且可控。利用成熟的传统工艺陶瓷注浆成型、粉末冶金方法使生产梯度功能材料的手续极大简化、成本大大降低。

主权项

1.一种静磁场中功能梯度材料注浆成型制备方法，其特征在于它的步骤为：1)石膏模具准备采用α-石膏与β-石膏混合型石膏配制，与15～25℃的纯净自来水混合，搅拌3～8分钟后浇注。由石膏浆凝固、硬化制得的石膏模具经干燥后，在温度25～38℃、相对湿度20～30％的环境中保存；2)浆料制备采用颗粒尺寸为0.1～100μm的强磁性不锈铁粉或镍粉、钴粉，与颗粒尺寸为0.1～100μm的ZrO2、SiC、AlN、Si3N4、B4C、SiO2、TiC、Y2O3、Al2O3中的一种或几种陶瓷粉末按0.1～10∶1的比例组成混合粉末。此混合粉末与溶剂混合成浆料，并加入一种或几种电解质分散剂、粘接剂、引发剂。电解质分散剂含量为浆料质量分数的0.05％～0.50％；粘接剂为浆料质量分数的10～50％；引发剂为浆料体积分数的0.2～5％。在球磨机中搅拌1～10h，采用超声波进行弥散化处理，浆料的湿度为20％～50％，温度为30～60℃，粘度为1～100mPa·s，调节pH值为5～12；3)磁场中浇注成型将浆料充入石膏模中，模具外施加静磁场，磁场强度为0.1～5.0特斯拉，磁化时间为3～30min；4)烧结固化、去模并在35～60℃下缓慢烘干，得到的生坯在石墨或氮气的保护环境中烧结成型，烧结温度在800～1800℃之间。随后随炉冷却至100～400℃取出。