專利名稱：一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管增強陶瓷的制備方法。
背景技術：
碳納米管(CNTs)自發(fā)現(xiàn)以來，由于其具有優(yōu)越的力、熱、電學性能， 一直是納米材料領域的研究熱點。單壁碳納米管的平均彈性模量為1.25TPa，多壁碳納米管的平均彈性模量在270-950GPa之間，優(yōu)良的力學性能使其在復合材料領域有巨大的發(fā)展?jié)摿?。近年來，碳納米管被廣泛用作高分子材料、陶瓷材料的增強相。國內外學者關于碳納米管增強陶瓷的研究表明，碳納米管可以提高陶瓷材料的力學性能，但其增韌效果一直未獲得突破性進展。在該種材料的制備中有三個方面的問題需要解決碳納米管在基體中的均勻分散；碳納米管與陶瓷基體之間良好的界面結合；避免碳納米管在燒結過程中的破壞，這是實現(xiàn)碳納米管增強效果的關鍵。
碳納米管增強陶瓷材料要獲得優(yōu)異的性能，首先需要陶瓷體必須具備較高密實度，傳統(tǒng)方法往往利用高溫、長時燒結來實現(xiàn)這一目的。但在該種陶瓷的燒結中，高溫、長時間燒結必然導致碳納米管的嚴重破壞。在碳納米管增強陶瓷材料的燒結工藝中，研究較多的是熱壓燒結和放電等離子體燒結。普通輻射加熱條件，如熱壓燒結，其升溫速率慢(10-50tVmin)，高溫持續(xù)時間較長，有報道表明對碳納米管的破壞較為嚴重，陶瓷斷裂韌性基本無提高；SPS(spark plasma sintering)燒結由于升溫速度較快(100-600°C/min)，燒結溫度低，高溫持續(xù)時間短，對碳管破壞較小，因此可以起到避免碳納米管遭受破壞的作用，G-DZhan等人利用該技術制備出斷裂韌性提高2倍的復相陶瓷；但Wang, X等人利用同樣的方法制備出的陶瓷，其性能相比純的氧化鋁陶瓷無較大提高；據(jù)D-T Jiang等人的最新報道，用SPS燒結，當燒結溫度超過115(TC時，碳管也開始發(fā)生破壞。如何避免碳納米管的破壞與陶瓷的燒結工藝密切相關。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，該方法能避免碳納米管被破壞，制備的陶瓷斷裂韌性高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是 一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為陶瓷粉體質量的0.5wty。-2wt%，選取碳納米管粉體和陶瓷粉體；將碳納米管粉體與陶瓷粉體分散于酒精中，超聲分散2-3h，得漿料；其中酒精的質量為陶瓷粉體質量的3-10倍；
2) 將所得漿料球磨24-30h，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀，得待燒結物料原坯；4) 選取升溫速度為1600-2900°C/min、燃燒最高溫度為1450。C-2620。C的固體燃燒反應物料；(具體升溫速度和燃燒溫度由具體燃燒反應物料來確定，燃燒反應物料是根據(jù)待燒結陶瓷樣品的可發(fā)生燒結的溫度來確定的，同種陶瓷可以由不同的燃燒反應物料來燒結；燒結時間由待燒結陶瓷的性質來確定，可以通過調節(jié)燃燒反應物料的量來實現(xiàn)；選用的標準是一是可以進行包裹，二是燃燒反應物料的量可以提供陶瓷燒結所需的時間， 一般30-120s是可以完成的；本發(fā)明中的1600-2900°C/min， 1450°C-2620°C， 30s-120s都是從實際舉例中得出的)；用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來，然后壓制成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯；待燒結物料原坯獲得1600-2900°C/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度時，對待燒結物料原坯施加壓力100-500MPa，保壓30s-120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在其(即待燒結物料原坯)發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)30s-120s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷。
所述的陶瓷粉體為氧化物陶瓷(以A1A為例)或非氧化物陶瓷(以TiB2為例)。所述的固體燃燒反應物料為Cr203、 Al和C， CrA : Al : C的物質的量之比為3:6:4;燃燒最高溫度為1660°C，升溫速度為2000°C/min。
所述的固體燃燒反應物料為Ti和c， Ti : c的物質的量之比為i : i，燃燒最高溫度為
2620°C，升溫速度為2900°C/min。
所述的固體燃燒反應物料為Ti、 c和稀釋劑，Ti : c的物質的量之比為i : i，稀釋劑為
TiC，稀釋劑的添加量為Ti和C質量的40。/。，燃燒最高溫度為1600'C，升溫速度為1800°C/min。
所述的固體燃燒反應物料為Cr203、 Al、 C和稀釋劑，Cr203 : Al : C的物質的量之比為3 :6 : 4;稀釋劑為A1A，稀釋劑的添加量為CrA+Al+C質量的30%,燃燒最高溫度為1450°C，升溫速度為1600°C/min。
本發(fā)明的有益效果是(與已有的制備方法相比)以固體燃燒反應物料為碳納米管增強陶瓷的燒結提供高溫條件，以獲得超快升溫速度(1600-2900°C/min);高溫(145CTC-2620°C)、高壓(100-500MPa)下陶瓷的燒結在極短時間(1-2min)內完成；此兩點有效避免了碳納米管的破壞。高溫下施加高的機械壓力，使陶瓷基體和碳納米管間形成良好的界面結合，使其真正發(fā)揮增韌作用，因此陶瓷材料斷裂韌性得到有效提高。
所得碳納米管增強陶瓷樣品經(jīng)過拋光后用維氏硬度計測得硬度，并計算其斷裂韌性KIC;碳納米管增強(氧化鋁)陶瓷斷裂韌性3. 6-5. 6MPa m1/2;碳納米管增強(二硼化鈦)陶瓷斷裂韌性6. 8-8. 7MPa ra1/2。結果表明，利用固體燃燒反應快速升溫/快速加壓法可以制得性能優(yōu)異的碳納米管增強陶瓷。


圖l是燒結裝置的結構示意圖2 (a)是實施例5的CNTs/AlA陶瓷斷面之一照片；圖2 (b)是實施例5的CNTs/AlA陶瓷斷面之二照片；(圖2a倍數(shù)小，圖2b倍數(shù)大) 圖3是實施例5的CNTs/AlA陶瓷裂紋擴展的SEM圖片；
圖4是實施例5的CNTs/AlA陶瓷的服TEM圖片(A1203晶粒與CNTs界面結合情況)； 圖屮l-鋼模，2-石英砂，3-固體燃燒反應物料，4-待燒結物料原坯，5-鎢絲，6-壓力
板，7-熱電偶。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不 僅僅局限于下面的實施例。
實施例1:
如圖1所示， 一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為A1A粉體質量的0.5wt%， A1A粉體為3g，選取 碳納米管粉體和A1A粉體；將碳納米管(CNTs)粉體和氧化鋁粉體(200nm)分散于酒精中， 超聲分散2h，得漿料；其中酒精的質量為A1A粉體質量的3倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得丁燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20mm,厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取Cr20..,+Al+C體系為固體燃燒反應物料，CrA : Al : C的物質的量之比為3:6: 4,添加A1A稀釋劑0。/。，測得燃燒最高溫度為166(TC,升溫速度約2000'C/min;用固體燃 燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來(固體燃燒反應物料200g，固體燃燒反應物料的用量 為使燒結所需溫度持續(xù)約60s),然后壓制成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯4處于柱狀坯 料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂2的鋼模1中，以鎢絲5點燃固體燃燒反應物料3，引發(fā) 燃燒反應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得200(TC/min的升溫速 度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度166(TC點(由熱電偶7測得)，對待燒結物 料原坯施加壓力500MPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結 物料原坯的溫度在其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)60s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(CNTs/AlA陶瓷)樣品。測試表明樣品的斷 裂韌性達到3. 6MPa tn';2。
實施例2:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為TiB2粉體質量的lwt%， TiB2粉體為3g，選取碳納 米管粉體和TiB2粉體；將碳納米管粉體與TiB2粉體分散于酒精中，超聲分散2h，得漿料； 其中酒精的質量為TiBa粉體質量的5倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
53) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20mm，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取Ti+C體系為固體燃燒反應物料，Ti : C的物質的量之比為1 : 1，測得燃燒最高 溫度為262CTC，升溫速度約290(TC/min;用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來
(固體燃燒反應物料100g，固體燃燒反應物料的用量為使燒結所需溫度持續(xù)30s)，然后壓 制成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得290(TC/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度262(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 500MPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)30s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷樣品。測試表明樣品的斷裂韌性達到 6.證a ml/2。
實施例3:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為A1A粉體(200nm)質量的0. 5wt%， A1A粉體為 3g，選取碳納米管粉體和A1A粉體；將碳納米管粉體與A1A粉體分散于酒精中，超聲分散
2h，得漿料；其中酒精的質量為陶瓷粉體質量的6倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20ram，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取H+C+稀釋劑為固體燃燒反應物料，Ti : C的物質的量之比為1:1，稀釋劑為 TiC，稀釋劑的添加量為Ti和C質量的4(m,測得燃燒最高溫度為1600°C，升溫速度約1800 'C/min;用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來(固體燃燒反應物料100g，固體燃 燒反應物料的用量為使燒結所需溫度持續(xù)30s),然后壓制成柱狀坯料備用(待燒結物料原 坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得1800°C/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度160(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 lOOMPa，保壓30s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)30s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(樣品)。測試表明樣品的斷裂韌性達到 3. 8MPa ml/2。
實施例4:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1)按碳納米管(CNTs)粉體的質量為A] A粉體(200nm)質量的lwt%， A1A粉體為3g， 選取碳納米管粉體和A1A粉體；將碳納米管粉體與六1203粉體分散于酒精中，超聲分散3h，
6得漿料；其中酒精的質量為陶瓷粉體質量的10倍；
2) 將所得漿料球磨30h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20mm，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取CrA、 Al、 C和稀釋劑為固體燃燒反應物料，CrA : Al : C的物質的量之比為3 : 6 : 4;稀釋劑為AlA,稀釋劑的添加量為Cr203+Al+C質量的30%，測得燃燒最高溫度為1450 °C，升溫速度約160(TC/min;用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來(固體燃燒反 應物料300g，固體燃燒反應物料的用量為使燒結所需溫度持續(xù)100s)，然后壓制成柱狀坯 料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模屮，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得160(TC/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度145(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 lOOMPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)100s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(樣品)。測試表明樣品的斷裂韌性達到 3. 9MPa ml/2。
實施例5:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為A1A粉體(200咖)質量的lwt%，八1203粉體為3g， 選取碳納米管粉體和A1A粉體；將碳納米管粉體與六1203粉體分散于酒精中，超聲分散2h， 得漿料；其中酒精的質量為A1A粉體質量的5倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20咖，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取Cr20:i+Al+C體系為固體燃燒反應物料(Cr20:i : Al : C的物質的量之比為3:6:4)， 添加A1A稀釋劑(F。，測得最高溫度為166(TC，升溫速度約2000°C/min;用固體燃燒反應物 料將待燒結物料原坯包裹起來(固體燃燒反應物料200g，固體燃燒反應物料的用量為使燒結 所需溫度持續(xù)60s)，然后壓制成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得200(TC/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度166(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 120MPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)60s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(CNTs/AlA樣品)。測試表明樣品的斷裂韌 性達到4. 7MPa m1/2，相比同條件下A1A樣品提高約50%。
用場發(fā)射掃描電鏡(SEM)觀察CNTs/AlA樣品的斷面掃描圖片見圖2，可以看出大量碳納米管從基體中拔出，其在晶粒中和晶界處均有分布，其拔出有利于增韌。碳納米管的橋聯(lián) 機制也起到很好的增韌作用，在利用維氏硬度計得到的表面壓痕中，碳納米管在裂紋兩邊形 成明顯的橋聯(lián)結構(圖3)，可以較好的抑制裂紋的擴展，起到增韌的作用。用高分辨透射 電鏡(HRTEM)分析樣品中陶瓷基體與碳納米管界面結合情況(圖4)，可見兩相之間形成了 良好的界面結合，是實現(xiàn)增韌效果的關鍵；微觀結構分析表明碳納米管起到良好增韌作用， 兩相間界面結合緊密。 實施例6:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟-
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為TiB2粉體質量的lwt%， TiB2粉體為3g，選取碳納 米管粉體和TiB2粉體；將碳納米管粉體與TiB2粉體分散于酒精中，超聲分散2h，得槳料； 其中酒精的質量為TiB2粉體質量的5倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20mm，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取Ti+C體系為固體燃燒反應物料(Ti : C的物質的量之比為1:1)，測得最高溫 度為2620°C，升溫速度約290(TC/min;用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來(固 體燃燒反應物料200g，固體燃燒反應物料的用量為使燒結所需溫度持續(xù)120s)，然后壓制 成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得290(TC/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度262(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 200MPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)120s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(樣品)。測試表明樣品的斷裂韌性達到 8. 7MPa m"2。
實施例7:
一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，它包括如下步驟
1) 按碳納米管(CNTs)粉體的質量為A1A粉體(200nm)質量的2wt%, A1A粉體為3g， 選取碳納米管粉體和A1A粉體；將碳納米管粉體與Al203粉體分散于酒精中，超聲分散2h， 得漿料；其中酒精的質量為A1A粉體質量的5倍；
2) 將所得漿料球磨24h (球磨介質為瑪瑙球)，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得干燥的混合均勻 的復合粉體；
3) 將所得復合粉體壓制成圓片狀(直徑是20mm，厚度3mm)，得待燒結物料原坯；
4) 選取Cr20:i+Al+C體系為固體燃燒反應物料(其中，CrA : Al : C的物質的量之比為3 : 6:4)，添加A1A稀釋劑(B，測得最高溫度為166(TC,升溫速度約2000°C/min;用固體燃 燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來(固體燃燒反應物料300g，固體燃燒反應物料的用量為使燒結所需溫度持續(xù)100s)，然后壓制成柱狀坯料備用(待燒結物料原坯處于柱狀坯料的 中心)；
5) 將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反 應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯，待燒結物料原坯獲得200(TC/min的升溫速度；
6) 待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度166(TC時，對待燒結物料原坯施加壓力 lOOMPa，保壓120s;同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在 其(即待燒結物料原坯)可發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)100s;
7) 自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷(樣品)。測試表明樣品的斷裂韌性達到 5. 6MPa m172。
權利要求
1. 一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于它包括如下步驟1)按碳納米管粉體的質量為陶瓷粉體質量的0.5wt％-2wt％，選取碳納米管粉體和陶瓷粉體；將碳納米管粉體與陶瓷粉體分散于酒精中，超聲分散2-3h，得漿料；其中酒精的質量為陶瓷粉體質量的3-10倍；2)將所得漿料球磨24-30h，旋轉蒸發(fā)去除酒精，得復合粉體；3)將所得復合粉體壓制成圓片狀，得待燒結物料原坯；4)選取升溫速度為1600-2900℃/min、燃燒最高溫度為1450℃-2620℃的固體燃燒反應物料；用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來，然后壓制成柱狀坯料備用；5)將柱狀坯料置于裝滿石英砂的鋼模中，以鎢絲點燃固體燃燒反應物料，引發(fā)燃燒反應，熱量被迅速傳遞給待燒結物料原坯；6)待固體燃燒反應物料達到最高燃燒溫度時，對待燒結物料原坯施加壓力100-500MPa，保壓30s-120s；同時固體燃燒反應物料的燃燒產生的熱量，使待燒結物料原坯的溫度在其發(fā)生燒結溫度以上持續(xù)30s-120s；7)自然冷卻后取出，得碳納米管增強陶瓷。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于 所述的陶瓷粉體為氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于 所述的固體燃燒反應物料為CrA、 Al和C， Cr203 : Al : C的物質的量之比為3:6:4;燃燒 最高溫度為1660°C，升溫速度為2000°C/min。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于 所述的固體燃燒反應物料為Ti和C， Ti : C的物質的量之比為1 : 1，燃燒最高溫度為2620 °C，升溫速度為2900°C/min。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于所述的固體燃燒反應物料為Ti、 c和稀釋劑，Ti: c的物質的量之比為i:i，稀釋劑為Tic，稀釋劑的添加量為Ti和C質量的40%,燃燒最高溫度為1600°C，升溫速度為1800°C/min。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于 所述的固體燃燒反應物料為Cr203、 Al、 C和稀釋劑，Cr203 : Al : C的物質的量之比為3:6: 4;稀釋劑為Al203，稀釋劑的添加量為Cr203+Al+C質量的30%,燃燒最高溫度為1450°C，升 溫速度為1600°C/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管增強陶瓷的制備方法。一種制備碳納米管增強陶瓷的超快燒結方法，其特征在于它包括如下步驟用固體燃燒反應物料將待燒結物料原坯包裹起來；點燃該反應物料，反應物料發(fā)生高溫燃燒反應；高溫反應的熱量傳給待燒結物料原坯，使待燒結物料原坯快速升致高溫；對高溫待燒結物料原坯施加機械壓力，獲得致密碳納米管增強陶瓷。該方法可以為陶瓷燒結提供超快升溫速度(1600-2900℃/min)，最高溫度為1450℃-2620℃，且陶瓷燒結可以在極短時間內完成(1-2min)，有效的避免了碳納米管的破壞；同時在高溫下施加的較高的機械壓力(100-500MPa)有利于碳納米管和陶瓷基體間良好界面結合的形成，因此陶瓷材料斷裂韌性得到有效提高。
文檔編號C04B35/622GK101462882SQ20091006061
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者傅正義, 張清杰, 張金詠, 皓 王, 王為民, 王玉成, 黃利偉 申請人:武漢理工大學