專利名稱：一種二硅化鉬／三氧化二鋁復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機材料，具體是一種MoSi2/Al2O3復(fù)合材料。本發(fā)明還涉及該復(fù)合材料高溫發(fā)熱體的制備方法。
背景技術(shù)：
MoSi2兼具陶瓷和金屬的雙重特性，它不僅可以用在金屬材料難以勝任的高溫環(huán)境，而且具有陶瓷材料所沒有的斷裂預(yù)報的可能性，以及可以用傳統(tǒng)工藝進行加工，因此，MoSi2陶瓷是一種完全可以用在室溫～1650℃溫度范圍內(nèi)的極具開發(fā)潛力的新型高溫發(fā)熱體材料。
雖然MoSi2陶瓷具有不少優(yōu)點，但是仍存在如下一些缺點(1)高的室溫脆性；(2)低的高溫強度；(3)MoSi2陶瓷的燒結(jié)需要的溫度太高；(4)原料的成本太高。
這些缺點都是作為高溫發(fā)熱體材料應(yīng)用的障礙。
美國專利US5,887,241公開了一種MoSi2/SiC復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料是通過鉬粉，硅粉，碳粉在高溫高壓下反應(yīng)燒結(jié)而得的，它能有效提高MoSi2材料的韌性和強度。但是這種復(fù)合材料的制備，必須在1900℃～2000℃，溫度太高，對設(shè)備的要求較高，而且原材料的價格也比較昂貴，因此成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺點，提供一種比MoSi2性能優(yōu)越，成本低廉的、強度、韌性好的MoSi2/Al2O3復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述復(fù)合材料的制備方法，該方法不但能有效增強材料的強度、韌性，而且制備該材料的原材料價格低廉、制備成本低。
為達到上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案一種MoSi2/Al2O3復(fù)合材料，由58.48wt％～97.00wt％的MoSi2及3.00wt％～41.52wt％的Al2O3組成。
制備上述復(fù)合材料的方法，具體包括如下步驟1、原料的準備將4.10wt％～56.66wt％的三氧化鉬粉體，粉體優(yōu)選純度為98％以上，摻入1.54wt％～21.24wt％的鋁粉，鋁粉的優(yōu)選純度為98％以上；再摻入1.60wt％～22.10wt％的硅粉，硅粉的優(yōu)選純度為98％以上；再加入0wt％～90wt％的的MoSi2粉體，優(yōu)選純度為98％以上；混合均勻，干燥；2、MoSi2/Al2O3復(fù)合材料的制備將所得的粉料在熱壓爐中升溫加壓反應(yīng)燒結(jié)，壓力為5～40Mpa，工藝最高溫度為1100～1400℃，高溫保溫時間0.2～20h，優(yōu)選為0.5～10h在惰性氣氛保護下進行反應(yīng)，形成MoSi2/Al2O3復(fù)合材料。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明的復(fù)合材料中的Al2O3能有效增強材料的強度和韌性；2、Al2O3+SiO2高溫下反應(yīng)形成的莫來石能有效提高材料的使用溫度和壽命；3、由Al粉，Si粉和MoO3粉作為原料反應(yīng)燒結(jié)成MoSi2/Al2O3復(fù)合材料成本要比Mo粉和Si粉便宜好多；4、由Al粉，Si粉和MoO3粉反應(yīng)的溫度要比原來MoSi2燒結(jié)溫度低的多。
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
復(fù)合材料的制備工藝如下1、原料的準備取純度為99％的56.66g的三氧化鉬粉末加入純度為99％的21.24g的鋁粉，再加入純度為99％以上的22.10g的硅粉，干燥；2、MoSi2/Al2O3復(fù)合材料的制備將步驟1中得到的原料粉體放于熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，壓力為10Mpa，由室溫升溫至1100℃，保溫反應(yīng)3小時，整個反應(yīng)都用氬氣氛保護。
最后所得的材料中含有41.52wt％的Al2O3、58.48wt％的MoSi2，其致密度為90％，導(dǎo)電率為11×106Ω/m，斷裂韌性達3.6Mpa·m1/2。
實施例2復(fù)合材料的制備工藝如下1、原料的準備取純度為99％的45.00g的三氧化鉬粉末加入純度為99％的16.85g的鋁粉，再加入純度為99％的17.58g的硅粉，最后加入純度為99％的20.57g的二硅化鉬粉末，干燥；2、MoSi2/Al2O3復(fù)合材料的制備將步驟1中所得的原料粉體放于熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，壓力為30Mpa。由室溫升溫至1400℃，保溫反應(yīng)5小時，整個反應(yīng)都用氬氣氛保護。
最后所得的材料中含有23.94wt％的Al2O3、76.06wt％的MoSi2，其致密度為92％，導(dǎo)電率為18.5×106Ω/m，斷裂韌性達3.5Mpa·m1/2。
實施例31、原料的準備取純度為99％的56.66g的三氧化鉬粉末加入純度為99％的21.24g的鋁粉，再加入純度為99％的22.10g的硅粉，干燥；
2、MoSi2/Al2O3復(fù)合材料的制備將步驟1中所得的預(yù)制體放于熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，壓力為40Mpa。由室溫至1300℃，保溫反應(yīng)4小時，整個反應(yīng)都用氬氣氛保護。
最后所得的復(fù)合材料中含有41.52wt％的Al2O3、58.48wt％的MoSi2，其致密度為97％，導(dǎo)電率為25×106Ω/m，斷裂韌性達3.9Mpa·m1/2。
實施體41、原料的準備取純度為99％的17.00g的三氧化鉬粉末加入純度為99％的6.37g的鋁粉，再加入純度為99％的6.63g的硅粉，最后加入純度為99％的70g的二硅化鉬粉末，干燥；2、MoSi2/Al2O3復(fù)合材料的制備將步驟1中所得的原料粉體放于熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，壓力為40Mpa。由室溫升溫至1400℃，保溫反應(yīng)6小時，整個反應(yīng)都用氬氣氛保護。
最后所得的復(fù)合材料中含有10.12wt％Al2O3、89.88wt％MoSi2，其致密度為97％，導(dǎo)電率為30×106Ω/m。斷裂韌性達3.2Mpa·m1/2。
權(quán)利要求
1.一種二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料，其特征在于由58.48wt％～97.00wt％的MoSi2及3.00wt％～41.52wt％的Al2O3組成。
2.制備權(quán)利要求1所述的一種二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的方法，其特征在于包括如下步驟第一步原料的準備將4.10wt％～56.66wt％的三氧化鉬粉體，摻入1.54wt％～21.24wt％的鋁粉，再摻入1.60wt％～22.10wt％的硅粉，再加入0wt％～90wt％的MoSi2粉體，混合均勻，干燥；第二步二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備將第一步所得的粉料在熱壓爐中升溫加壓反應(yīng)燒結(jié)，壓力為5～40Mpa，工藝最高溫度為1100～1400℃，高溫保溫時間0.2～20h，在惰性氣氛保護下進行反應(yīng)，形成MoSi2/Al2O3復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備方法，其特征在于第二步的高溫保溫時間為0.5～10h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備方法，其特征在于三氧化鉬粉體的純度為98％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備方法，其特征在于鋁粉的純度為98％以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備方法，其特征在于硅粉的純度為98％以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料的制備方法，其特征在于MoSi2粉體的純度為98％以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二硅化鉬/三氧化二鋁復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合材料由58.48wt％～97.00wt％的MoSi
文檔編號C04B35/58GK1583669SQ200410027330
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者周曦亞 申請人:華南理工大學(xué)