一種新型陶瓷材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷材料及其制備方法，具體涉及一種新型陶瓷材料及其制備方法，屬于陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷材料是繼金屬材料，非金屬高分子材料之后人們所關(guān)注的無機非金屬材料中最重要的一種，因為它同時兼有金屬和高分子材料兩者的共同優(yōu)點，此外在不斷的改性過程中，已使它的易碎裂的性能有了很大的改善。因此，它的應(yīng)用領(lǐng)域和各類產(chǎn)品都有一個十分明顯的提高。正如美國軍事材料實驗室主任R.Kaiz在21世紀(jì)高性能陶瓷材料的應(yīng)用一文指出的那樣:先進的陶瓷材料的制備技術(shù)及應(yīng)用可以看成我們進入21世紀(jì)工業(yè)經(jīng)濟競爭力的重要標(biāo)志之一。
[0003]傳統(tǒng)的陶瓷材料均來自于自然界，因此，用它們制成的材料無論從性能上還是質(zhì)量上都比較難以控制。所以大量的這類材料只能被用在日用品上。如各類陶器、瓷器及其它生活用品。由于傳統(tǒng)陶瓷具有一定的耐化學(xué)腐蝕特性和較高的電阻率，因此部分傳統(tǒng)陶瓷被應(yīng)用于工業(yè)作為化學(xué)反應(yīng)容器、管道及防腐材料，它的主要優(yōu)點是熔點高，可耐高溫，硬度高，耐磨損，化學(xué)穩(wěn)定性高，不腐蝕，重量輕，彈性模量大。但它的主要弱點是塑料變形能力差，易發(fā)生脆性破壞和不易加工成型，這些原因大大地限制了在工業(yè)上應(yīng)用范圍。特別是在機械工業(yè)上的應(yīng)用。而在電器上的應(yīng)用也主要局限在高壓電瓷瓶及其絕緣體部件等少數(shù)幾個方面。
[0004]現(xiàn)代工業(yè)出現(xiàn)的新型陶瓷材料，如超小型化、超速、超高溫、高壓力等，具有優(yōu)異特性的各類陶瓷材料如SiC、Si3N4、Al2O3，除了被利用作為光導(dǎo)、超導(dǎo)、磁性等電磁材料外，更多的被用于各類其它功能材料，在此人們充分利用了陶瓷材料的化學(xué)、熱及良好的機械性能，如在50年代汽輪機的噴嘴的溫度達(dá)到800e，當(dāng)時采用合金噴嘴，而到90年代現(xiàn)代汽輪機設(shè)備要求噴嘴能承受1400e的高溫，若再采用金屬噴嘴，不但需采用冷卻裝置，且噴嘴的壽命也非常短。到了 2000年，其噴嘴溫度將進一步提高至2000e，這時再采用金屬材料已經(jīng)不可能了，只能采用陶瓷材料，陶瓷不但具有良好的高溫機械性能，還可避免熱應(yīng)力腐蝕，同時由于不必附加冷卻裝置，可以減少摩擦損失和節(jié)能，因此，它是一種理想的材料。
[0005]201310278557.7公開申請了一種新型陶瓷，不用燒窯，把火磚粉、水泥、焦炭粉、石灰粉按配比混凝成為陶瓷漿料，但該陶瓷材料在工藝性能、力學(xué)性能、強度水平、斷裂韌性水平均及耐磨性方面有欠缺，本發(fā)明以Al203、TiC、Co、Si3N4等為原料，開發(fā)出的新型陶瓷材料的燒結(jié)工藝性能、力學(xué)性能、強度水平、斷裂韌性水平均及耐磨性與傳統(tǒng)陶瓷相比有明顯改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種新型陶瓷材料，該陶瓷材料的燒結(jié)工藝性能、力學(xué)性能、強度水平、斷裂韌性水平均及耐磨性與傳統(tǒng)陶瓷相比有明顯改善。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 60 ?85 份、TiC 20 ?40 份、Co 5 ?10 份、Si3N4 5 ?10 份。
[0008]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 65 ?85 份、TiC 25 ?40 份、Co 6 ?10 份、Si3N4 6 ?10 份。
[0009]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 70 ?85 份、TiC 30 ?40 份、Co 7 ?10 份、Si3N4 7 ?10 份。
[0010]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 75 ?85 份、TiC 35 ?40 份、Co 6 ?8 份、Si3N4 6 ?8 份。
[0011]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 60 ?75 份、TiC 20 ?35 份、Co 5 ?6 份、Si3N4 5 ?6 份。
[0012]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 70 ?80 份、TiC 25 ?30 份、Co 8 ?10 份、Si3N4 8 ?10 份。
[0013]一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 80 ?85 份、TiC 35 ?40 份、Co 5 ?6 份、Si3N4 5 ?6 份。
[0014]一種新型陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1600~1700°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)1~2小時，即可制得新型陶瓷。
[0015]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明制得的陶瓷材料的燒結(jié)工藝性能、力學(xué)性能、強度水平、斷裂韌性水平均及耐磨性與傳統(tǒng)陶瓷相比有明顯改善。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0017]實施例1
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 60 份、TiC 40 份、Co 5 份、Si3N4 5 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1600°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)I小時，即可制得新型陶瓷。
[0018]實施例2
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 65 份、TiC 25 份、Co 10 份、Si3N48 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1650°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)1.5小時，即可制得新型陶瓷。
[0019]實施例3
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成: Al2O3 70 份、TiC 35 份、Co6 份、Si3N4 8 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1700°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)2小時，即可制得新型陶瓷。
[0020]實施例4
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al20375 份、TiC35 份、Co 7 份、Si3N47 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1700°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)I小時，即可制得新型陶瓷。
[0021]實施例5
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al2O3 80 份、TiC 30 份、Co 8 份、Si3N4 8 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1680°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)1.2小時，即可制得新型陶瓷。
[0022]實施例6
一種新型陶瓷材料，由下列重量份的組分組成:
Al20385 份、TiC40 份、Co 10 份、Si3N4 5 份；
其制備方法，包括以下步驟:
將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1700°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)I小時，即可制得新型陶瓷。
【主權(quán)項】
1.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 60 ?85 份、TiC 20 ?40 份、Co 5 ?10 份、Si3N4 5 ?10 份。
2.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 65 ?85 份、TiC 25 ?40 份、Co 6 ?10 份、Si3N4 6 ?10 份。
3.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 70 ?85 份、TiC 30 ?40 份、Co 7 ?10 份、Si3N4 7 ?10 份。
4.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 75 ?85 份、TiC 35 ?40 份、Co 6 ?8 份、Si3N4 6 ?8 份。
5.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 60 ?75 份、TiC 20 ?35 份、Co 5 ?6 份、Si3N4 5 ?6 份。
6.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 70 ?80 份、TiC 25 ?30 份、Co 8 ?10 份、Si3N4 8 ?10 份。
7.一種新型陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的組分組成: Al2O3 80 ?85 份、TiC 35 ?40 份、Co 5 ?6 份、Si3N4 5 ?6 份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任意一項所述的一種新型陶瓷材料，其特征在于:所述的TiC粒度范圍為l~2Mm。
9.一種新型陶瓷材料的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1600~1700°C、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)1~2小時，即可制得新型陶瓷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型陶瓷材料及其制備方法，屬于陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域，其中各組分的重量份為Al2O3 60～85份、TiC 20～40份、Co 5～10份、Si3N4 5～10份，其制備方法是將上述組分按比例混合后，在酒精溶液中球磨24小時，然后在1600~1700℃、25MPa、Ar氣氣氛中熱壓燒結(jié)1~2小時，即可制得新型陶瓷；該方法制得的陶瓷材料的燒結(jié)工藝性能、力學(xué)性能、強度水平、斷裂韌性水平均及耐磨性與傳統(tǒng)陶瓷相比有明顯改善。
【IPC分類】C04B35-622, C04B35-10
【公開號】CN104529405
【申請?zhí)枴緾N201410793159
【發(fā)明人】黃朝陽
【申請人】佛山銘乾科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月20日