1.一種基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
第1步,改性氧化硅溶膠的制備:按重量份計(jì),取硅酸鈉30~40份、硫酸鈉10~12份、水350~400份,攪拌均勻并升溫至55~65℃,然后通過(guò)加入氨水調(diào)節(jié)pH至9~11,保持反應(yīng)2~3h后,再加入硫酸調(diào)節(jié)pH至5~6,加入羥基硅油12~16份,并在30~40℃繼續(xù)反應(yīng)3~5h,自然冷卻后進(jìn)行陳化,得到改性氧化硅溶膠;
第2步,溶膠的電荷化:按重量份計(jì),將改性氧化硅溶膠20~25份、帶有氨基的硅烷偶聯(lián)劑3~5份、催化劑0.2~0.4份、水15~18份混合均勻,然后升溫至50~60℃進(jìn)行表面電荷化反應(yīng),得到電荷化的溶膠;
第3步,漿料的制備:按重量份計(jì),將電荷化的溶膠45~50份、碳化硅15~18份、粘合劑5~10份混合均勻,得到漿料;
第4步,坯體表面的中間層的涂覆:取具有設(shè)定形狀的鋁合金坯體,把漿料涂覆于鋁合金坯體的表面;
第5步,對(duì)中間層的電場(chǎng)梯度化處理:在鋁合金的表面提供正電場(chǎng),在漿料的表面提供負(fù)電場(chǎng),在電場(chǎng)的作用下漿料中的電荷化的顆粒向負(fù)電場(chǎng)方向移動(dòng);將處理完的坯體進(jìn)行烘干、燒結(jié)后,得到帶有涂層的坯體;
第6步,氧化鋁陶瓷顆粒的制備:配制含有8~12wt%聚乙烯醇和10~15wt%硝酸鋁的水溶液,然后用稀氨水調(diào)節(jié)pH至10~12之間,靜置反應(yīng),然后將生成的沉淀濾出,依次用乙醇和去離子水清洗之后,置于管式爐中在氧化性氣氛下燒結(jié),得氧化鋁陶瓷顆粒;
第7步,表面涂層的制備:按重量份計(jì),將氧化鋁陶瓷顆粒40~45份、水25~30份、粘合劑15~25份混合均勻,得到表面涂層漿料,將漿料涂于帶有涂層的坯體的表面,然后進(jìn)行低溫?zé)Y(jié),再移至放電等離子燒結(jié)爐中進(jìn)行快速燒結(jié),制備得到剎車盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第1步中,氨水的濃度是20~25wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第2步中,帶有氨基的硅烷偶聯(lián)劑選自N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧硅烷;所述的催化劑選自四甲基氫氧化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第3步和第7步中,粘合劑選自甲基纖維素、羥丙基纖維素或者乙基纖維素中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第4步中,涂覆的漿料厚度是0.5~5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第5步中,正負(fù)電場(chǎng)之間的電勢(shì)差是30~60V,電場(chǎng)作用時(shí)間是10~30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第6步中,稀氨水的濃度是10~15wt%;管式爐的裂解程序是:在空氣或氧氣氣氛下,以速度5~8℃/min的速率升溫至500~650℃,保溫3~5h,然后自然放冷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于放電等離子燒結(jié)-電場(chǎng)梯度處理耦合技術(shù)的耐磨陶瓷剎車盤的制備方法,其特征在于,所述的第7步中,低溫?zé)Y(jié)的程序是:按照3~5℃/min的速率升溫至180~240℃后,保溫0.5~1h,然后自然放冷;放電等離子燒結(jié)爐的燒結(jié)程序是:升溫速率100~150℃/min,壓力范圍35~45MPa,到達(dá)燒結(jié)溫度1050~1100℃后保溫1~3h,然后自然放冷。