一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及，特別是涉及一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料。
【背景技術】
[0002]隨著手機智能穿戴的發(fā)展，作為近幾年發(fā)展迅速的智能手機和智能手表電子產(chǎn)品，消費者越來越注重從功能到時尚的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品越來越注重其時尚性，對外觀的要求越來越高。未來，金屬和精細陶瓷將取代大部分高分子材料而成為智能手機、智能手表主要的外觀材料，但金屬和陶瓷作為智能產(chǎn)品的外觀材料也存在一些不足，例如金屬手機外框由于強度不夠容易折彎，撞擊凹陷，精細陶瓷韌性不夠，易斷裂，不耐沖撞。提高金屬的強度和陶瓷的韌性具有十分重要的市場價值。高強度高剛量的納米晶須復合材料，能大大的提高陶瓷的韌性和金屬的強度，但晶須剛量大、硬度高，晶須與基體材料的界面結(jié)合強度是其復合材料的難題。晶須通過表面處理使之與基體材料有較好的冶金結(jié)合及熱匹配是晶須強化復合材料的關鍵技術。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提出一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料。
[0004]本發(fā)明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0005]—種碳化硅復合晶須，由以下各組分組成:碳化硅的質(zhì)量含量為98% -99%、氧化鋁的質(zhì)量含量為0.5% -1.5%、金屬釔的質(zhì)量含量為0.1% -0.5%;所述氧化鋁包覆在所述碳化硅的外表面，所述金屬釔包覆在所述氧化鋁的外表面。
[0006]—種碳化硅復合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0007](1)將SiC晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0008](2)將水溶性鋁鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，所述第一混合液的體積占60 % -90 %，所述水溶性鋁鹽的水溶液的體積占10% -40% ；
[0009](3)調(diào)節(jié)所述第二混合液的pH在4-6之間，氫氧化鋁沉積于所述SiC晶須的表面形成沉淀；
[0010](4)將步驟(3)中的沉淀過濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到SiC_Al203晶須，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0011](5)將SiC-Al203晶須球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得SiC-Al203Y復合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述A1203外表面。
[0012]優(yōu)選的技術方案中，
[0013]所述步驟(1)中的SiC晶須呈棒狀，長度為500nm-1000nm，直徑為50nm_100nm。
[0014]在所述步驟(1)中的所述分散劑的水溶液中，分散劑的質(zhì)量含量為1% _2%;所述分散劑為聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一種。
[0015]所述步驟(2)中，在所述水溶性鋁鹽的水溶液中，水溶性鋁鹽的質(zhì)量含量為5% -10%。
[0016]所述步驟(1)和/或⑵和/或(3)是在40°C _50°C下進行。
[0017]所述步驟(4)中，煅燒的保溫時間為2h_3h。
[0018]所述步驟(5)中，所述沉積是在等離子PVD真空爐中進行，沉積時間為lh_2h，沉積溫度200°C -300°C ;所述步驟(5)中，沉積的金屬釔膜的厚度為1?2 μπι。
[0019]—種復合材料，所述復合材料是由所述的碳化硅復合晶須與基體材料復合燒結(jié)而成，在所述復合材料中，所述碳化硅復合晶須的質(zhì)量含量為1% _10%。
[0020]優(yōu)選的技術方案中，所述基體材料是氧化鋯陶瓷材料或鋁合金材料。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術對比的有益效果是:本發(fā)明提供的碳化硅復合晶須，可提高SiC晶須與基體材料的結(jié)合強度，該復合晶須既能與氧化鋯陶瓷有較好的結(jié)合強度將此晶須加入到氧化鋯陶瓷中，可以制備出高韌性的晶須強化的氧化鋯復合陶瓷材料；同時，該復合晶須又能與鋁合金有較好的潤濕性，將此晶須加入到鋁合金材料中，可以制備出高強度高硬度的鋁合金復合材料。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中的碳化硅復合晶須的截面示意圖；
【具體實施方式】
[0023]下面對照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]本發(fā)明提供一種碳化硅復合晶須，在【具體實施方式】中，所述碳化硅復合晶須由以下各組分組成:碳化娃的質(zhì)量含量為98% -99%、氧化招的質(zhì)量含量為0.5% -1.5%、金屬?乙的質(zhì)量含量為0.1% -0.5%;如圖1所示，所述氧化招2成膜包覆在所述碳化娃1的外表面，所述金屬釔3成膜包覆在所述氧化鋁2的外表面。
[0025]本發(fā)明提供一種碳化硅復合晶須的制備方法，在具體的實施方式中，包括如下步驟:
[0026](1)將SiC晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0027](2)將水溶性鋁鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，第一混合液的體積占60% -90%，所述水溶性鋁鹽的水溶液的體積占10% -40% ;
[0028](3)調(diào)節(jié)所述第二混合液的pH在4-6之間，氫氧化鋁沉積于所述SiC晶須的表面形成沉淀；
[0029](4)將步驟(3)中的沉淀過濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到SiC_Al203晶須，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0030](5)將SiC-Al203晶須球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得SiC-Al203-Y復合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述A1203的外表面。
[0031]在一些優(yōu)選的實施方式中，可以選擇以下方案中的一者或者任意組合:
[0032]所述步驟(1)中SiC晶須呈棒狀，其長度為500nm-1000nm，直徑為50nm_100nm。
[0033]所述步驟(1)中所述分散劑的水溶液中，分散劑的質(zhì)量含量為1% _2%;所述分散劑為聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)中的至少一種。
[0034]所述步驟⑵中，所述水溶性鋁鹽的水溶液中，水溶性鋁鹽的質(zhì)量含量為5% -10%。水溶性鋁鹽進一步優(yōu)選六水硝酸?乙。
[0035]所述步驟(1)和/或⑵和/或(3)是在40 °C -50 °C下進行。
[0036]所述步驟(4)中，煅燒的保溫時間為2h_3h。
[0037]所述步驟(5)中，所述沉積是在等離子PVD真空爐中進行，沉積時間為lh_2h，沉積溫度200°C -300°C ;所述步驟(5)中，沉積的金屬釔膜的厚度為1?2 μπι。
[0038]步驟(3)中用弱酸性物質(zhì)(如碳酸氫銨、稀鹽酸、醋酸等)調(diào)節(jié)pH值。
[0039]本發(fā)明還提供一種復合材料，在具體的實施方式中，其由上述實施方式中的碳化硅復合晶須與基體材料復合燒結(jié)而成，在所述復合材料中，所述碳化硅復合晶須占所述基體材料的質(zhì)量的1% _10%。
[0040]其中，優(yōu)選地，所述基體材料是氧化鋯陶瓷材料或鋁合金材料。
[0041]下面通過更具體的實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0042]實施例一
[0043]碳化硅復合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0044](1)在40°C _50°C下，將SiC晶須加入PVA水溶液中，配制成晶須固含量10被％的第一混合液。其中，SiC晶須的長度為800nm，直徑為50nm ;PVA水溶液中PVA的質(zhì)量含量為
[0045](2)在40°C -50°C下，將六水硝酸釔水溶液加入步驟(1)的第一混合液中得到第二混合液，第二混合液中，第一混合液的體積占80%，六水硝酸釔水溶液的體積占20%。其中，六水硝酸釔水溶液的質(zhì)量濃度為5%。
[0046](3