本發(fā)明涉及一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷制備方法，特別是涉及一種包括石墨烯和氧化鋁顆粒增韌碳化硅陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
碳化硅陶瓷材料具有高溫強(qiáng)度大、高溫抗氧化性強(qiáng)、耐磨損性能好、熱穩(wěn)定性佳、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高、抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性，在汽車、機(jī)械化工、環(huán)境保護(hù)、空間技術(shù)、信息電子、能源等領(lǐng)域有著日益廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為一種在很多工業(yè)領(lǐng)域性能優(yōu)異的其他材料不可替代的結(jié)構(gòu)陶瓷。
航空航天、原子能工業(yè)等需要耐受超高溫度的場(chǎng)合如核裂變和核聚變反應(yīng)堆中需要的可承受2000℃左右高溫的耐熱材料火箭和航天飛行器表面用于耐受與大氣劇烈摩擦中產(chǎn)生的高達(dá)數(shù)千溫度的隔熱瓦火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室喉襯和內(nèi)襯材料，燃?xì)鉁u輪葉片高溫爐的頂板、支架,以及高溫實(shí)驗(yàn)用的卡具等高溫構(gòu)件也普遍采用碳化硅陶瓷構(gòu)件。碳化硅陶瓷在石油化學(xué)工業(yè)中還被廣泛地用作各種耐腐蝕用容器和管道。要進(jìn)一步提高碳化硅陶瓷的性能，如何解決脆性問題，是一個(gè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
公開號(hào)為cn101172875a的中國專利公開了一種多形態(tài)氧化鋁顆粒組合增韌碳化硅陶瓷的制備方法。所述碳化硅陶瓷增韌的方法是利用多種形態(tài)氧化鋁顆粒的組合作為增韌料，通過片狀增韌顆粒拔出效應(yīng)以及棒狀增韌顆粒拔出效應(yīng)達(dá)到有益的增韌。該多形態(tài)氧化鋁顆粒組合增韌碳化硅陶瓷的制備方法，具有一定的陶瓷增韌效果，增韌料價(jià)格便宜，可用于較高壓力應(yīng)變較低的場(chǎng)合。
公開號(hào)cn105801154a的中國發(fā)明專利公開了一種石墨烯增韌碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備方法。所述碳化硅陶瓷增韌的方法是通過碳熱還原反應(yīng)，原位生長碳化硅晶須及顆粒，提高界面強(qiáng)度和抗氧化能力，產(chǎn)生界面強(qiáng)化作用，增加裂紋擴(kuò)展阻力，進(jìn)一步改善陶瓷斷裂韌性。但由于石墨烯價(jià)格昂貴，限制應(yīng)用范圍。
以上兩個(gè)專利，在多相增韌碳化硅陶瓷制備的成本和增韌效果的控制中，不能有效的降低石墨烯的使用量減少成本，提高碳化硅陶瓷的韌性，難以制備出一種符合現(xiàn)代高壓環(huán)境下使用的增韌碳化硅陶瓷，因此急需一種新型低成本的可應(yīng)用于高壓環(huán)境的增韌碳化硅陶瓷制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷制備方法，制作成本降低，碳化硅陶瓷增韌效果高于單一氧化鋁顆粒增韌，增韌效果與石墨烯增韌效果相當(dāng)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷制備方法，該制造方法的原料是碳化硅粉、燒結(jié)助劑、增韌料以及結(jié)合劑，經(jīng)混合、成型、固化、高溫?zé)Y(jié)等主要工藝步驟，形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品，原料中含有的增韌料是為增加碳化硅陶瓷的韌性而加入的物料，所述高溫?zé)Y(jié)工藝步驟的燒結(jié)方式是反應(yīng)燒結(jié)。
一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于下述順序的步驟：
（1）將4%~6%質(zhì)量粒度為1~10μm的碳化硅粉末純度>99%和3%~10%質(zhì)量粒度為0.1~2μm的氧化鋁顆粒以及65%~80%質(zhì)量粒度為20~80μm的碳化硅粉，粉末純度>99%；1%~2%質(zhì)量的碳黑粉末，0.2%~0.6%質(zhì)量的聚乙烯醇濃度為55%~70%和2%~12%質(zhì)量粒度為2~10μm的石墨烯粉混合；
（2）將粉體進(jìn)行球磨混合，加入粉末質(zhì)量20%~35%的水均勻混合制成漿料，注入到壓力為0.01mpa~1mpa的真空壓力罐中處理；
（3）處理好的漿料放置到模具中，模壓成型制成胚體，在70℃~90℃爐中進(jìn)行干燥；
（4）將干燥好的胚體放入真空燒結(jié)爐中，爐內(nèi)壓強(qiáng)為0.01mpa~0.1mpa，以4~8℃/min的速度將爐內(nèi)溫度升至1200℃~2000℃，保溫時(shí)間為1h~4h，然后降溫至100℃~200℃取出；
（5）燒制完成的產(chǎn)品進(jìn)過一系列的后加工，制成成品。
本發(fā)明的有益效果是：
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。
實(shí)施例1
一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷的制備方法，該制造方法的原料是碳化硅粉、燒結(jié)助劑、增韌料以及結(jié)合劑，經(jīng)混合、成型、固化、高溫?zé)Y(jié)等主要工藝步驟，形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品，原料中含有的增韌料是為增加碳化硅陶瓷的韌性而加入的物料，所述高溫?zé)Y(jié)工藝步驟的燒結(jié)方式是反應(yīng)燒結(jié)，其特征在于下述順序的步驟：
（1）將6%質(zhì)量粒度為2μm的碳化硅粉末純度>99%和10%質(zhì)量粒度為0.8μm的氧化鋁顆粒以及70%質(zhì)量粒度為25μm的碳化硅粉，粉末純度>99%；1.4%質(zhì)量的碳黑粉末，0.6%質(zhì)量的聚乙烯醇濃度為55%~70%和12%質(zhì)量粒度為2~10μm的石墨烯粉混合；
（2）將粉體進(jìn)行球磨混合，加入粉末質(zhì)量35%的水均勻混合制成漿料，注入到壓力為0.08mpa的真空壓力罐中處理；
（3）處理好的漿料放置到模具中，模壓成型制成胚體，在80℃爐中進(jìn)行干燥；
（4）將干燥好的胚體放入真空燒結(jié)爐中，爐內(nèi)壓強(qiáng)為0.1mpa，以6℃/min的速度將爐內(nèi)溫度升至1800℃，保溫時(shí)間為3h，然后降溫至150℃取出；
（5）燒制完成的產(chǎn)品進(jìn)過一系列的后加工，制成成品。
實(shí)施例2
一種包括石墨烯的多相增韌碳化硅陶瓷的制備方法，該制造方法的原料是碳化硅粉、燒結(jié)助劑、增韌料以及結(jié)合劑，經(jīng)混合、成型、固化、高溫?zé)Y(jié)等主要工藝步驟，形成碳化硅陶瓷產(chǎn)品，原料中含有的增韌料是為增加碳化硅陶瓷的韌性而加入的物料，所述高溫?zé)Y(jié)工藝步驟的燒結(jié)方式是反應(yīng)燒結(jié)，其特征在于下述順序的步驟：
（1）將4%質(zhì)量粒度為2μm的碳化硅粉末純度>99%和8%質(zhì)量粒度為0.8μm的氧化鋁顆粒以及74%質(zhì)量粒度為25μm的碳化硅粉，粉末純度>99%；1.5%質(zhì)量的碳黑粉末，0.5%質(zhì)量的聚乙烯醇濃度為55%~70%和10%質(zhì)量粒度為2~10μm的石墨烯粉混合；
（2）將粉體進(jìn)行球磨混合，加入粉末質(zhì)量28%的水均勻混合制成漿料，注入到壓力為0.1mpa的真空壓力罐中處理；
（3）處理好的漿料放置到模具中，模壓成型制成胚體，在70℃爐中進(jìn)行干燥；
（4）將干燥好的胚體放入真空燒結(jié)爐中，爐內(nèi)壓強(qiáng)為0.08mpa，以7℃/min的速度將爐內(nèi)溫度升至1600℃，保溫時(shí)間為4h，然后降溫至180℃取出；
（5）燒制完成的產(chǎn)品進(jìn)過一系列的后加工，制成成品。
上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何形式的簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。