本發(fā)明涉及一種高性能陶瓷基復(fù)合材料,屬于陶瓷基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
陶瓷復(fù)合材料是復(fù)合材料中的一種,是目前材料科學(xué)領(lǐng)域非常重視的一種復(fù)合材料。陶瓷復(fù)合材料一般具有熔點(diǎn)高,抗氧化,抗腐蝕,耐高溫和耐磨損等特點(diǎn),因此得到廣泛的使用,例如用于航空航天領(lǐng)域的耐高溫高強(qiáng)度的陶瓷材料,用于化工領(lǐng)域的耐高溫抗腐蝕和抗氧化的陶瓷材料,還有可用于飛機(jī),高速列車(chē)和高速跑車(chē)等交通工具的耐高溫,高強(qiáng)度和耐磨的制動(dòng)材料。
陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類(lèi)復(fù)合材料。陶瓷基體可為氮化硅,碳化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫,高強(qiáng)度和剛度,相對(duì)重量較輕,抗腐蝕等優(yōu)異性能,而其致命的弱點(diǎn)是具有脆性,處于應(yīng)力狀態(tài)時(shí),會(huì)產(chǎn)生裂紋,甚至斷裂導(dǎo)致材料失效。而采用高強(qiáng)度,高彈性的纖維與基體復(fù)合,則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個(gè)有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴(kuò)展,從而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高溫性能,主要用作高溫及耐磨制品。其最高使用溫度主要取決于基體特征。陶瓷基復(fù)合材料的缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度不高,且斷裂韌性低,并且一般制備工藝復(fù)雜,制備成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高性能陶瓷基復(fù)合材料。
本發(fā)明的高性能陶瓷基復(fù)合材料由以下重量份原料組成:硼酸鈣10-15份,碳化鎢陶瓷顆粒15-20份,混雜纖維5-10份,大同土6-10份,氧化鎳1-8份,氧化鐵4-8份,二氧化硅8-12份,二甲基苯胺4-10份,多聚甲醛5-36份,甲基丙烯磺酸鈉2-13份,碳化鈦5-8份,三氧化二硼粉4-10份,二氧化鋯粉18-30份,潤(rùn)滑劑25-42份,抗靜電劑4-7份,燒結(jié)助劑3-7份。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的高性能陶瓷基復(fù)合材料由以下重量份原料組成:硼酸鈣13份,碳化鎢陶瓷顆粒18份,混雜纖維8份,大同土8份,氧化鎳5份,氧化鐵6份,二氧化硅10份,二甲基苯胺6份,多聚甲醛18份,甲基丙烯磺酸鈉6份,碳化鈦7份,三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份,潤(rùn)滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結(jié)助劑5份。
作為優(yōu)選,所述的混雜纖維包含聚丙烯腈(pan)炭纖維,高硅氧短纖維,硅酸鋁短纖維。
作為優(yōu)選,所述的混雜纖維長(zhǎng)徑比50-80,直徑2-4微米。
作為優(yōu)選,所述的燒結(jié)助劑劑選用氧化鋁或者釔鋁石榴石,粒徑范圍0.5~1微米。
本發(fā)明的有益效果:此種陶瓷復(fù)合材料在保持較好強(qiáng)度,硬度的情況下,具有一定的韌性,具有非常優(yōu)越的綜合性能,密度小,可大幅減小制品的重量,耐熱性能好,化學(xué)穩(wěn)定性,并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)效率高,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式:
本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案:所述的高性能陶瓷基復(fù)合材料由以下重量份原料組成:硼酸鈣10-15份,碳化鎢陶瓷顆粒15-20份,混雜纖維5-10份,大同土6-10份,氧化鎳1-8份,氧化鐵4-8份,二氧化硅8-12份,二甲基苯胺4-10份,多聚甲醛5-36份,甲基丙烯磺酸鈉2-13份,碳化鈦5-8份,三氧化二硼粉4-10份,二氧化鋯粉18-30份,潤(rùn)滑劑25-42份,抗靜電劑4-7份,燒結(jié)助劑3-7份。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的高性能陶瓷基復(fù)合材料由以下重量份原料組成:硼酸鈣13份,碳化鎢陶瓷顆粒18份,混雜纖維8份,大同土8份,氧化鎳5份,氧化鐵6份,二氧化硅10份,二甲基苯胺6份,多聚甲醛18份,甲基丙烯磺酸鈉6份,碳化鈦7份,三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份,潤(rùn)滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結(jié)助劑5份。
作為優(yōu)選,所述的混雜纖維包含聚丙烯腈(pan)炭纖維,高硅氧短纖維,硅酸鋁短纖維。
作為優(yōu)選,所述的混雜纖維長(zhǎng)徑比50-80,直徑2-4微米。
作為優(yōu)選,所述的燒結(jié)助劑劑選用氧化鋁或者釔鋁石榴石,粒徑范圍0.5~1微米。
實(shí)施例1:高性能陶瓷基復(fù)合材料a由以下重量份原料組成:硼酸鈣13份,碳化鎢陶瓷顆粒18份,混雜纖維8份,大同土8份,氧化鎳5份,氧化鐵6份,二氧化硅10份,二甲基苯胺6份,多聚甲醛18份,甲基丙烯磺酸鈉6份,碳化鈦7份,三氧化二硼粉8份,二氧化鋯粉20份,潤(rùn)滑劑34份,抗靜電劑6份,燒結(jié)助劑5份。
實(shí)施例2:高性能陶瓷基復(fù)合材料b由以下重量份原料組成:硼酸鈣10份,碳化鎢陶瓷顆粒15份,混雜纖維5份,大同土6份,氧化鎳1份,氧化鐵4份,二氧化硅8份,二甲基苯胺4份,多聚甲醛5份,甲基丙烯磺酸鈉2份,碳化鈦5份,三氧化二硼粉4份,二氧化鋯粉18份,潤(rùn)滑劑25份,抗靜電劑4份,燒結(jié)助劑3份。
實(shí)施例3:高性能陶瓷基復(fù)合材料c由以下重量份原料組成:硼酸鈣15份,碳化鎢陶瓷顆粒20份,混雜纖維10份,大同土10份,氧化鎳8份,氧化鐵8份,二氧化硅12份,二甲基苯胺10份,多聚甲醛36份,甲基丙烯磺酸鈉13份,碳化鈦8份,三氧化二硼粉10份,二氧化鋯粉30份,潤(rùn)滑劑42份,抗靜電劑7份,燒結(jié)助劑7份。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。