[发明专利]一种添加氧化石墨烯包覆Si3N4复合粉体的Al2O3基陶瓷刀具材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种添加氧化石墨烯包覆Si3N4复合粉体的Al2O3基陶瓷刀具材料及其制备方法。该陶瓷刀具材料是以Al2O3为基体，氧化石墨烯包覆Si3N4为增强相，MgO、Ni和Mo为烧结助剂。该陶瓷刀具材料的制备包括氧化石墨烯包覆Si3N4粉体制备、刀具材料粉体混合、干燥过筛、冷压装模和热压烧结等步骤。本发明的氧化石墨烯包覆Si3N4复合粉体添加到纳米复合陶瓷刀具材料中，可明显提高材料的断裂韧性和抗弯强度。本发明有效解决氧化石墨烯和纳米粒子在复合陶瓷基体中因分散不均匀、粒子团聚等现象带来的产生气孔、与基体结合不紧密等微观结构的缺陷问题，同时避免了石墨烯在陶瓷基体中的取向性问题。

主权项

一种添加氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的氧化铝基复合陶瓷刀具材料，其特征在于是由以下质量百分比的原料经热压烧结而成：氧化石墨烯包覆氮化硅5～30％，氧化镁0.25～5％，钼0.5～5％，镍0.5～5％，其余为Al2O3；其中，所述氧化石墨烯包覆氮化硅是按以下方法制备的：将Si3N4粉体加入到双氧水中，在60～100℃氧化处理，然后分散到水醇混合溶液中，添加偶联剂水解溶液，偶联剂用量为氧化处理后Si3N4粉体质量的2.5％～10％；升温至60～90℃，调节pH值为8～10，搅拌反应得到偶联剂表面改性的Si3N4悬浊液；然后调节所述Si3N4悬浊液pH值为3～5，加入到pH值为8～10的氧化石墨烯水分散液中混合，超声搅拌后静置，直至包覆粒子全部沉淀，分离、干燥，得氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)粉体。