[发明专利]一种莫来石纤维增强熔石英复合材料的制备方法

摘要

一种莫来石纤维增强熔石英复合材料的制备方法，它涉及一种纤维增强熔石英复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有熔石英复合材料质脆及对应力集中和微裂纹敏感的问题。方法一、制备熔石英复合粉体；二、莫来石纤维预处理；三、将熔石英复合粉体浆料与莫来石纤维分散液混合；四、去除溶剂；五、装模成型；六、热压烧结，得到莫来石纤维增强熔石英复合材料。本发明制备的莫来石纤维增强熔石英复合材料的抗弯强度为23.3MPa～27.4MPa，断裂韧性为0.8MPa·m1/2～1.1MPa·m1/2。本发明可获得一种莫来石纤维增强熔石英复合材料的制备方法。

主权项

一种莫来石纤维增强熔石英复合材料的制备方法，其特征在于一种莫来石纤维增强熔石英复合材料的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备熔融石英粉体浆料：将熔融石英粉体置于球磨罐内，按球料质量比为(1.5～2):1的比例放入磨球，再向球磨罐内加入无水乙醇，再在球磨速度为25r/min～35r/min下球磨6h～24h，得到熔融石英粉体浆料；步骤一中所述的熔融石英粉体浆料中熔融石英粉体的质量分数为30％～50％；二、莫来石纤维预处理：将直径为5μm～10μm的莫来石纤维进行裁剪，得到长度为3mm～10mm的莫来石纤维；将长度为3mm～10mm的莫来石纤维浸入到温度为60℃～70℃的丙酮中48h～50h，再取出，得到清洗后的长度为3mm～10mm的莫来石纤维；以无水乙醇为分散剂，将清洗后的长度为3mm～10mm的莫来石纤维分散到无水乙醇中，再在超声功率为240W～300W下超声分散10min～30min，得到莫来石纤维分散液；步骤二中所述的清洗后的长度为3mm～10mm的莫来石纤维的质量与无水乙醇的体积比为1g:(150mL～200mL)；三、将熔融石英粉体浆料与莫来石纤维分散液混合：将熔融石英粉体浆料分3次～5次加入到莫来石纤维分散液中，再在超声功率为240W～300W下超声处理10min～30min，得到熔融石英粉体和莫来石纤维的混合浆料；步骤三中所述的熔融石英粉体和莫来石纤维的混合浆料中熔融石英粉体与莫来石纤维的质量比为a:b，其中a+b＝100，且5≤b≤15；四、去除溶剂：将熔融石英粉体和莫来石纤维的混合浆料在空气气氛下、温度为70℃～80℃和搅拌速度为1r/min～5r/min下进行加热搅拌，去除熔融石英粉体和莫来石纤维的混合浆料中的溶剂，得到熔融石英粉体和莫来石纤维复合坯料；五、装模成型：室温下将熔融石英粉体和莫来石纤维复合坯料装入到模具中，在预压压力为3MPa～7MPa下预压1min～3min，得到预压后的熔融石英粉体和莫来石纤维复合坯料；六、热压烧结：将预压后的熔融石英粉体和莫来石纤维复合坯料在烧结气氛为氮气气氛、烧结气氛压力为0.15MPa～2.5MPa和升温速度15℃/min～40℃/min的条件下从室温升温至1000℃～1300℃，并在烧结气氛为氮气气氛、烧结压力为7.5MPa～12.5MPa和烧结温度为1000℃～1300℃下保温7min～15min，在随炉冷却至室温，得到莫来石纤维增强熔石英复合材料。