-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種反應(yīng)法制備Mo(Si，Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下：（1）按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料：Al2-15%、SiO215-50%、Mo30-70%、Si3-30%、余量為C，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的2-15%，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料；（2）將步驟（1）中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20-30%，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900-1480℃，保溫10-40min；（3）將步驟（2）中的坯料繼續(xù)升溫至1500-1680℃，保溫10-50min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1700-1800℃，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo(Si，Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。本發(fā)明工藝簡單，反應(yīng)燒結(jié)效率高，Mo(Si，Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料斷裂韌性大于4.2 MPam1/2。
【專利說明】反應(yīng)法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型金屬陶瓷復(fù)合材料的制備方法，屬于低成本制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]1必12金屬間化合物優(yōu)點是密度較低，有著優(yōu)異的高溫抗氧化性能，較好的高溫強度，但是其低溫韌性低，限制了其進一步發(fā)展。
[0003]目前MoSi2金屬間化合物作為高溫結(jié)構(gòu)材料在1000°C以上有較多的應(yīng)用。工業(yè)應(yīng)用包括:燒結(jié)爐部件、電力組件、高溫?zé)峤粨Q器、燃氣爐、液態(tài)金屬和玻璃吹管、點火器和高溫過濾器；航空應(yīng)用包括:氣輪機航空發(fā)動機高溫部件，如輪葉、葉片、燃燒器、噴頭和密封裝置。汽車應(yīng)用包括:渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、輝光活塞、先進氣輪引擎部件。因此，低溫增韌和高溫補強是該材料一直努力的方向。其中，制備Mo (Si，Al) 2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料報道比較多，但方法各異，多數(shù)情況都采用熱壓的方法制備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有MoSi2金屬間化合物低溫韌性低的缺點，通過反應(yīng)燒結(jié)的方法制備Mo (Si，Al) 2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料，提高其韌性。使用Al、Si02、Mo、S1、C混合粉末，經(jīng)過模壓成型后，在真空燒結(jié)爐中進行兩階段燒結(jié)處理，從而獲得Mo (Si，Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。該方法工藝簡單，反應(yīng)燒結(jié)效率高，可制備復(fù)雜零件。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種反應(yīng)法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下:
(1)按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:A12-15%、S1215-50%、Mo 30-70%,Si 3_30%、余量為C，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的2-15%，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料；
(2)將步驟(I)中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20-30%，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900-1480°C，保溫10_40min ；
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1500-1680°C，保溫10_50min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1700-1800°C，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo (Si，Al)2_SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明工藝簡單，反應(yīng)燒結(jié)效率高，可制備復(fù)雜零件，Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料斷裂韌性大于4.2 MPamv2。

【具體實施方式】
[0007]實施例1
稱取Al、S12' Mo、S1、C粉末20g，其質(zhì)量分數(shù)配比分別為:9%，33%，30%，20%，8%，質(zhì)量分別為1.8g,6.6g,6g,4g, 1.6g0混合均勻后,加入2.2g的酹醒樹脂,并混合均勻。然后在液壓機上壓制成型為5 X 5 X 40mm的條，烘干后，移入真空燒結(jié)爐中，撒上6g的硅粉，進行燒結(jié)，先在920°C保溫20min，然后升溫至1530°C保溫30min，并通入氮氣，最后升溫至1700°C保溫lOmin，再抽真空，最后隨爐冷卻。該金屬陶瓷復(fù)合材料斷裂韌性值為4.5MPam1/2。
[0008]實施例2
稱取Al、Si02、Mo、S1、C粉末20g，其質(zhì)量分數(shù)配比分別為:12%，40%, 37%，8%，3%，質(zhì)量分別為2.4g,8g,7.4g, 1.6g,0.6g?；旌暇鶆蚝?加入1.8g的酹醒樹脂,并混合均勻。然后在液壓機上壓制成型為5 X 5 X 40mm的條，烘干后，移入真空燒結(jié)爐中，撒上4g的硅粉，進行燒結(jié)，先在1410°C保溫20min，然后升溫至1550°C保溫20min，并通入氮氣，最后升溫至1700°C保溫5min，再抽真空，最后隨爐冷卻。該金屬陶瓷復(fù)合材料斷裂韌性值為4.7MPam1/2。
[0009]實施例3
一種反應(yīng)法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下:
(O按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:A1 2%、S12 15%、Mo50%、Si 3%、余量為C，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的2 %，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料；
(2)將步驟(I)中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20%，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900 °C，保溫10 min ；
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1500°C，保溫10 min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1700 °C，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo(Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。
[0010]實施例4
一種反應(yīng)法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下:
(1)按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:A115 %、S12 50 %、Mo 70 %、Si 30 %、余量為C，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的15 %，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料；
(2)將步驟(I)中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的30 %，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1480 °C，保溫40 min ；
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1680°C，保溫50 min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1800°C，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo (Si，Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。
[0011]實施例5
一種反應(yīng)法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下:
(1)按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:A110 %、S12 30 %、Mo 40 %、Si 10 %、C 10 %，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的8 %，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料；
(2)將步驟(I)中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的25 %，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200 °C，保溫30 min ；
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1600°C，保溫40 min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1750 °C，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo(Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種反應(yīng)法制備Mo (Si，Al) 2_SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，其特征在于，它的步驟如下: (O按以下組分及質(zhì)量百分數(shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:A1 2-15%、S1215-50%、Mo 30-70%,Si 3_30%、余量為C，混合均勻后加入酚醛樹脂，酚醛樹脂的加入量為原料總質(zhì)量的2-15%，混合均勻后模壓成型，并烘干，得到坯料； (2)將步驟(I)中的坯料放入真空燒結(jié)爐中，并撒上硅粉，硅粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20-30%，然后在真空下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900-1480°C，保溫10_40min ； (3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1500-1680°C，保溫10_50min，通入氮氣或氬氣，最后升溫至1700-1800°C，抽真空，然后隨爐冷卻，得到Mo (Si，Al)2_SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。
【文檔編號】C22C1/05GK104451320SQ201410664211
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】張小立, 李世顯 申請人:中原工學(xué)院