-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種反應(yīng)熔滲法制備Mo(Si,Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下：（1）配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料，混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)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，并鋪上Al粉，然后在真空下進(jìn)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1300-1680℃，保溫10-50min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?650-1750℃，再抽真空，后隨爐冷卻。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在MoSi2、Mo、C、SiC、Si粉混合坯料中反應(yīng)熔滲Al進(jìn)行制備Mo(Si,Al)2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料，具有成本低，效率高、致密的特點(diǎn)，得到斷裂韌性大于4.3 MPam1/2的金屬陶瓷復(fù)合材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】反應(yīng)熔滲法制備Mo (S i, AI) 2-S i C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(diǎn)是密度較低，有著優(yōu)異的高溫抗氧化性能，較好的高溫強(qiáng)度，但是其低溫韌性低，限制了其進(jìn)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?xì)鉅t、液態(tài)金屬和玻璃吹管、點(diǎn)火器和高溫過(guò)濾器；航空應(yīng)用包括:氣輪機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件，如輪葉、葉片、燃燒器、噴頭和密封裝置。汽車(chē)應(yīng)用包括:渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、輝光活塞、先進(jìn)氣輪引擎部件。因此，低溫增韌和高溫補(bǔ)強(qiáng)是該材料一直努力的方向。其中，制備Mo(Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料報(bào)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(diǎn)，通過(guò)反應(yīng)熔滲Al的方法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料，提高其韌性。使用原料為MoSi2、Mo、C、SiC,Si混合粉末，經(jīng)過(guò)模壓成型后，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行熔滲Al，從而獲得Mo (Si, Al) 2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料。該方法工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)燒結(jié)效率高，致密性好，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)熔滲法制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料的方法，它的步驟如下:
Cl)按以下組分及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:Mo 2-15%、C 3-15%、SiC 5-40%、Si 3-35%、余量為MoSi2,混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)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，并鋪上Al粉，Al粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10-20%，然后在真空下進(jìn)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1300-1680°C，保溫10_50min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?650-1750°C，再抽真空，后隨爐冷卻。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)在MoSi2、Mo、C、SiC、Si粉混合坯料中反應(yīng)熔滲Al進(jìn)行制備Mo (Si，AD2-SiC金屬陶瓷復(fù)合材料，具有成本低，效率高、致密的特點(diǎn)，得到斷裂韌性大于4.3 MPam1/2的金屬陶瓷復(fù)合材料。

【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1
稱(chēng)取MoSi2、Mo、C、SiC、Si粉末20g,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比分別為:80%, 3%，3%，10%, 4%，質(zhì)量分別為16g，0.6g, 0.6g, 2g,0.8go混合均勻后，加入2.2g的酚醛樹(shù)脂，并混合均勻。然后在液壓機(jī)上壓制成型為5X5X40mm的條，烘干后，移入真空燒結(jié)爐中，鋪上7g的Ai粉，進(jìn)行燒結(jié)。先在900°C保溫20min，然后升溫至1570°C保溫20min，并通入氮?dú)?，最后升溫?700°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。
[0008]實(shí)施例2
稱(chēng)取MoSi2, Mo、C、SiC, Si粉末20g,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比分別為:60%, 7%，6%，12%, 15%，質(zhì)量分別為12g，1.4g, 1.2g, 2.4g, 3g。混合均勻后，加入2g的酚醛樹(shù)脂，并混合均勻。然后在液壓機(jī)上壓制成型為5X5X40mm的條，烘干后，移入真空燒結(jié)爐中，鋪上5g的Ai粉，進(jìn)行燒結(jié)。先在950°C保溫20min，然后升溫至1550°C保溫20min，并通入氮?dú)?，最后升溫?650°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4.9MPam1/2。
[0009]實(shí)施例3
一種反應(yīng)恪滲法制備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?jǐn)?shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:Mo 2%、C 15%、SiC40%、Si 3%、MoSi2 40%，混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂的加入量為原料總質(zhì)量的3%，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，并鋪上Al粉，Al粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10%，然后在真空下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1480°C，保溫10 min ;
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1500°C，保溫40 min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?700 °C，再抽真空，后隨爐冷卻。
[0010]實(shí)施例4
一種反應(yīng)恪滲法制備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?jǐn)?shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:Mo15%、C 15%,SiC 5%、Si 25%、余量為MoSi2 40%，混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)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，并鋪上Al粉，Al粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的20%，然后在真空下進(jìn)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50min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?750°C，再抽真空，后隨爐冷卻。
[0011]實(shí)施例5
一種反應(yīng)恪滲法制備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?jǐn)?shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:Mo2%、C 3%, SiC 5%、Si 3%、余量為MoSi2 87%，混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)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，并鋪上Al粉，Al粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的15%，然后在真空下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C，保溫30min ;
(3)將步驟(2)中的坯料繼續(xù)升溫至1500°C，保溫30min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?650°C，再抽真空，后隨爐冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種反應(yīng)熔滲法制備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: Cl)按以下組分及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配置金屬陶瓷復(fù)合材料的原料:Mo 2-15%、C 3-15%、SiC 5-40%、Si 3-35%、余量為MoSi2,混合均勻后加入酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂的加入量為原料總質(zhì)量的3-15%，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，并鋪上Al粉，Al粉的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的10-20%，然后在真空下進(jìn)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1300-1680°C，保溫10_50min，并通入氮?dú)饣驓鍤?，最后升溫?650-1750°C，再抽真空，后隨爐冷卻。
【文檔編號(hào)】C22C29/06GK104451319SQ201410664022
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中原工學(xué)院