无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法

摘要

本发明涉及一种新型的陶瓷制造方法，特别是涉及一种无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法；本发明可增强无压烧结碳化硅陶瓷的韧性和抗弯强度以及其机械性能，包括1)配料，准备100份的碳化硅微粉、5-10份的短碳纤维，0.5-1.5份的分散剂、1.5-2.5份的丙三醇、0.4-1份的碳化硼加70-100份的纯净水；2)球磨，将步骤1)中的配料放入球磨机中搅拌3-5小时后，加炭黑浆6-9份、加5-8％PVC的水溶液3-5份，并再次通过球磨机进行搅拌，搅拌4-6小时后加入陶瓷润滑剂和粘结剂在搅拌桶内搅拌10-15小时；3)用喷雾造粒机对步骤2)中搅拌后的料浆进行喷雾造粒，4)将喷雾造粒后的造粒粉按照无压烧结碳化硅制品的大小和形状用钢模具或冷等静压机以130-150Ma的压力干压成型。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的陶瓷制造方法，特别是涉及一种无压烧结 碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法。

背景技术

众所周知，无压烧结碳化硅陶瓷具有抗氧化性好、硬度高、热稳 定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率大、及抗热震和耐化学 腐蚀性能好等优良性能，已在石油、化工、机械、航天核能和军事等 领域得到广泛的应用，但是在现有制造方法下制造的无压烧结碳化硅 陶瓷由于其断裂韧性差、抗冲击能力小易碎等弊端，在一些特殊场合 应用还受到了一定的限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明可增强无压烧结碳化硅陶瓷的韧性 和抗弯强度以及其机械性能。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，包括以 下步骤：

1)、配料，准备100份的碳化硅微粉、5-10份的短碳纤维，0.5-1.5 份的分散剂、0.4-1份的碳化硼加70-100份的纯净水；15-2.5份的丙 三醇；

2)、球磨，将步骤1)中的配料放入球磨机中搅拌3-5小时后， 加炭黑浆6-9份、加5-8％PVC水溶液3-5份，并再次通过球磨机进 行搅拌，搅拌4-6小时后加入润滑剂和粘结剂在搅拌桶内搅拌10-15 小时；

3)、用喷雾造粒机对步骤2)中搅拌后的配料进行喷雾造粒，

4)、将喷雾造粒后的造粒粉按照所需制品的大小和形状用钢模具 或冷等静压机以130-150Ma的压力干压成型，

5)、用车床或铣床根据产品要求进行粗加工，

6)、用真空素烧电炉做素烧脱胶处理，

7)、用真空无压烧结电炉烧结至1750-1850℃后充入保护气体继 续烧结至2220-2250℃结束；

8)、根据产品图纸要求进行精磨加工。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，所述步 骤2)中使用的陶瓷润滑剂为2-3份。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，所述步 骤2)中使用的粘结剂为6-7份。

与现有技术相比本发明的有益效果为：采用上述方法在陶瓷中加 入短碳纤维，使得其在断裂过程中通过纤维拔出、纤维桥联、断裂偏 转等增韧机制来消耗断裂时的能量，使材料表现为非脆性断裂，从而 改变其的力学性能和微观结构的影响。使产品的抗弯强度和韧性等项 指标都有了很大的提高。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的无压烧结碳化硅基碳纤维复合陶瓷制造方 法，包括以下步骤：

1)、配料，准备100份的碳化硅微粉、5-10份的短碳纤维，0.5-1.5 份的分散剂、0.4-1份的碳化硼加70-100份的纯净水；1.5-2.5份的丙 三醇；

2)、球磨，将步骤1)中的配料放入球磨机中搅拌3-5小时后， 加炭黑浆6-9份、加5-8％PVC的水溶液3-5份，并再次通过球磨机 进行搅拌，搅拌4-6小时后加入润滑剂和粘结剂在搅拌桶内搅拌10-15 小时；

3)、用喷雾造粒机对步骤2)中搅拌后的料浆进行喷雾造粒，

4)、将喷雾造粒后的造粒粉按照所需制品的大小和形状用钢模具 或冷等静压机以130-150Ma的压力干压成型，

5)、用车床或铣床根据产品要求进行粗加工，

6)、用真空素烧电炉对生坯做素烧脱胶处理，

7)、用真空无压烧结电炉烧结至1750-1850℃后充入保护气体继 续烧结至2220-2250℃结束；

8)、根据产品图纸要求进行精磨加工。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，所述步 骤2)中使用的陶瓷润滑剂为2-3份。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，所述步 骤2)中使用的粘结剂为6-7份。

本发明的无压烧结碳化硅基加碳纤维复合陶瓷制造方法，采用上 述方法在陶瓷中加入碳纤维，使其在断裂过程中通过纤维拔出、纤维 桥联、断裂偏转等增韧机制来消耗断裂时的能量，使材料表现为非脆 性断裂，从而改变其的力学性能和微观结构的影响。使产品的抗弯强 度和韧性等项指标都有了很大的提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。