[发明专利]一种氧化铝-碳化钛-氧化锆纳米复合陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明属材料科学技术领域，涉及一种氧化铝-碳化钛-氧化锆纳米复合陶瓷材料的制备方法。本发明的特征是：按体积百分比亚微米α-Al2O3为30～40vol％、纳米TiC为50～62vol％、纳米ZrO2为1～4vol％、钼粉和镍粉为2～7vol％、余量为MgO和Y2O3进行配料；以聚乙二醇为分散剂，采用真空热压烧结技术；在1550℃以下时，升温速率为75～110℃/min；在1550℃以上时，升温速率30～50℃/min。该复合材料致密度高、粒度分布均匀，具有高硬度、高强度、高断裂韧度及耐高温等优良性能，适合制作加工难加工材料的刀具，特别适合制作加工低合金超高强度调质钢的刀具。

主权项

一种氧化铝-碳化钛-氧化锆纳米复合陶瓷材料的制备方法，其特征包括以下步骤：(1)配料按体积百分比：亚微米α-Al2O3为30～40vol％、纳米TiC为50～62vol％、纳米ZrO2为1～4vol％、钼粉和镍粉为2～7vol％、余量为MgO和Y2O3进行配料；(2)纳米颗粒的分散a.将称重后的纳米TiC缓慢加入无水乙醇中，边加入边搅拌，配制成体积分数为2％的悬浮液，然后超声搅拌至均匀；以聚乙二醇为分散剂，其用量为要分散纳米TiC质量的0.8％，超声并搅拌至均匀；b.将称重后的纳米ZrO2缓慢加入无水乙醇中，边加入边搅拌，配制成体积分数为2％的悬浮液，然后超声搅拌至均匀；以聚乙二醇为分散剂，其用量为要分散纳米ZrO2质量的1.4％，超声并搅拌至均匀；(3)混料将配制好的纳米TiC悬浮液、纳米ZrO2悬浮液，与亚微米α-Al2O3、钼粉和镍粉、MgO和Y2O3进行混合，超声搅拌至均匀；在球磨机上球磨混合，经真空干燥、120目筛过筛，得到混合均匀的原料粉末；(4)热压烧结将混合好的原料粉末装入高强度石墨模具中，采用热压烧结工艺，在1550℃以下时，升温速率为75～110℃/min；在1550℃以上时，升温速率30～50℃/min；在960℃保温5min，并开始缓慢加压，每加压3MPa，就停止加压，待其回落1～2Mpa后，重复上述加压方式；在1600℃时，加压至30Mpa；在1680℃～1745℃、压力30MPa条件下，保温10分钟，然后断电自然冷却至室温。