專利名稱：一種碳纖維納米管增強(qiáng)的碳化硅陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷，特別是一種碳纖維納米管增強(qiáng)的碳化硅陶瓷。
背景技術(shù)：
碳纖維納米管具有高的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性能，而且其電學(xué)性能不受直徑和手性的影響，使它在高溫、高強(qiáng)度纖維等方法，尤其在陶瓷材料的強(qiáng)度韌化方面有著廣泛的實(shí)用性。陶瓷材料的增韌方法包括相變韌化、晶須及顆粒韌化、纖維韌化、納米線及納米管韌化等。但是相變、晶須及顆粒韌化效果不是特別明顯；纖維韌化的操作工程較為復(fù)雜， 同時(shí)產(chǎn)品的致密度較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本較低，制備工藝穩(wěn)定，操作處理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能好的碳纖維納米管增強(qiáng)的氧化硅陶瓷的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種碳纖維納米管增強(qiáng)的氧化硅陶瓷的制備方法，包括以下步驟f.稱取材料，按要求用天平分別稱取碳纖維納米管、氧化硅和氧化硅磨球；g.球磨，將步驟a中稱好的材料分別裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；h.燒結(jié)，將步驟B中球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中燒結(jié)；i.保溫、冷卻，將步驟c中的石墨模具在多功能燒結(jié)爐中保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；j.制備成品，將步驟d中燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。所述步驟a中碳纖維納米管、氧化硅和氧化硅球磨球的質(zhì)量比為 0.25-5 34. 75-30 M5，其中，有碳纖維納米管和氧化硅組成的混合粉料與氧化硅球磨球的質(zhì)量比始終為1 7。所述步驟b中球磨的工藝參數(shù)為室溫下300r/min球磨8小時(shí)。所述步驟c中燒結(jié)的工藝參數(shù)為以20°C /min升溫至1500°C，加壓25Mpa。本發(fā)明步驟c中的石墨模具和多功能燒結(jié)爐均是現(xiàn)有設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是使用的設(shè)備簡(jiǎn)單而且安全性好，成本較低，制備工藝穩(wěn)定， 操作處理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能好。碳纖維納米管增強(qiáng)的氧化硅陶瓷的彎曲強(qiáng)度達(dá)到 493. 27Mpa，比純氧化硅陶瓷提高48% ；斷裂韌性達(dá)到5. 37Mpa. mi/2，同比提高13%。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于一下所列舉的具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。例1 以碳纖維納米管作增強(qiáng)相、以氧化硅作基體經(jīng)熱壓燒結(jié)制備氧化硅陶瓷。用天平稱取0. 0875g碳纖維納米管，34. 9428g氧化硅，250g氧化硅球磨球裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；室溫下300r/min，球磨8小時(shí)。將球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中以20°C /min升溫至1500°C，加壓25Mpa燒結(jié)；保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；將燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。例2 以碳纖維納米管作增強(qiáng)相、以氧化硅作基體經(jīng)熱壓燒結(jié)制備氧化硅陶瓷。用天平稱取0. 35g碳纖維納米管，34. 125g氧化硅，245g氧化硅球磨球裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；室溫下300r/min，球磨8小時(shí)。將球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中以20°C /min升溫至1500°C，加壓25Mpa燒結(jié)；保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；將燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。例3 以碳纖維納米管作增強(qiáng)相、以氧化硅作基體經(jīng)熱壓燒結(jié)制備氧化硅陶瓷。用天平稱取0. 875g碳纖維納米管，34. 9428g氧化硅，250g氧化硅球磨球裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；室溫下300r/min，球磨8小時(shí)。將球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中以20°C /min升溫至1500°C，加壓25Mpa燒結(jié)；保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；將燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。例4 以碳纖維納米管作增強(qiáng)相、以氧化硅作基體經(jīng)熱壓燒結(jié)制備氧化硅陶瓷。用天平稱取1. 75g碳纖維納米管，34. 1258g氧化硅，245g氧化硅球磨球裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；室溫下300r/min，球磨8小時(shí)。將球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中以20°C /min升溫至1500°C，加壓25Mpa燒結(jié)；保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；將燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維納米管增強(qiáng)的氧化硅陶瓷的制備方法，包括以下步驟a.稱取材料，按要求用天平分別稱取碳纖維納米管、氧化硅和氧化硅磨球；b.球磨，將步驟a中稱好的材料分別裝入行星式球磨罐中進(jìn)行球磨；c.燒結(jié)，將步驟B中球磨后的混合粉料置于石墨模具中，并將石墨模具放置于多功能燒結(jié)爐中燒結(jié)；d.保溫、冷卻，將步驟c中的石墨模具在多功能燒結(jié)爐中保溫約1小時(shí)后停止加熱，使石墨模具在多功能燒結(jié)爐中自然冷卻到室溫；e.制備成品，將步驟d中燒結(jié)好的陶瓷塊經(jīng)磨削、切割工藝得到成品。所述步驟a中碳纖維納米管、氧化硅和氧化硅球磨球的質(zhì)量比為 0.25-5 34. 75-30 M5，其中，有碳纖維納米管和氧化硅組成的混合粉料與氧化硅球磨球的質(zhì)量比始終為1 7。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述步驟b中球磨的工藝參數(shù)為室溫下300r/min 球磨8小時(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述步驟c中燒結(jié)的工藝參數(shù)為以20°C/min升溫至 1500°C，加壓 25Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳纖維納米管增強(qiáng)的碳化硅陶瓷的制備方法，將碳纖維納米管、氧化硅和氧化硅磨球稱取、球磨、燒結(jié)、保溫并制備出成品。本發(fā)明提供一種成本較低，制備工藝穩(wěn)定，操作處理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能好的碳纖維納米管增強(qiáng)的氧化硅陶瓷的制備方法。
文檔編號(hào)C04B35/80GK102557700SQ20101059892
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉曉東, 朱治永, 潘志粉, 王灼, 石汝軍 申請(qǐng)人:淄博高新區(qū)聯(lián)創(chuàng)科技服務(wù)中心