The invention discloses a silicon carbide whisker in-situ composite corundum high temperature ceramic material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of high temperature ceramic materials. The invention of silicon carbide whisker corundum composite in situ high temperature ceramic material made of composite materials and binder material, the composite material is composed of the following weight percentage: 82% to 91.5%, corundum powder 15%, carbonized rice husk powder 7% ~ 0.5% ~ 2%, the catalyst silica powder or silicon powder from 0.2% to 1%; the quality of the binder for the the composite material of the total mass of 3% ~ 5%. The raw material used in the invention has low price, wide source and simple preparation process, and the obtained product has the advantages of good thermal shock resistance, high temperature strength, good volume stability, etc., and is suitable for popularization and application.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,属于高温陶瓷材料
技术介绍
刚玉材料具有耐高温、强度高、硬度大、耐磨损、抗侵蚀性强等优异性能,被誉为“陶瓷王”,已在航空航天、国防军工、冶金、汽车发动机、机械电子等领域得到广泛应用。但其断裂韧性仅为3~4MPa·m1/2,抗热震性较差,在剧烈的热冲击作用下易开裂,限制了其在高温环境下优异性能的发挥和更广泛的应用。近几十年来,国内外科研人员多通过在刚玉材料中添加氧化锆或引入碳化硅晶须对其断裂韧性进行改善,前者通过氧化锆的马氏体相变和微裂纹增韧作用进行改进,后者则是通过在刚玉基体中添加预合成的或引入原位生成的碳化硅晶须,利用晶须拔出、裂纹桥联、偏转或分叉机制吸收外来能量、抵消外加应力进行改进。二者虽可在一定程度上改善刚玉材料的韧性,但因马氏体相变对温度的依赖性较强(升温和降温时分别为1170℃和950℃),高温下将减弱或失去对刚玉材料的增韧作用;预合成的碳化硅晶须多呈团聚状,混料过程中难以均匀分散于刚玉基体中,不能充分发挥其增韧效果,且其位于刚玉颗粒间,使刚玉的扩散传质路径延长,不利于烧结致密化;目前研究的碳化硅晶须原位复合刚玉材料,多以多级配氧化铝颗粒为主要材料,以高纯Si粉、SiO2微纳米粉为硅源,炭黑、石墨或酚醛树脂为碳源,在氩气、氮气、氢气或真空条件下烧制获得,多级配氧化铝颗粒成型后致密度较高,难以为碳化硅晶须的生长发育提供足够的空间,所得碳化硅晶须的长径比较小,对基体材料韧性的贡献有限,且所用原料价格昂贵、工序复杂、制备过程难控制,这些均限制了刚玉制品在工业中的推广应用。在现有研究中, ...
【技术保护点】
一种碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料由复合原料和结合剂制成,所述复合原料由以下重量百分比的原料组成:刚玉粉82%~91.5%、碳化稻壳粉7%~15%、催化剂0.5%~2%、二氧化硅微粉或硅粉0.2%~1%;所述结合剂的质量为所述复合原料总质量的3%~5%。
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料由复合原料和结合剂制成,所述复合原料由以下重量百分比的原料组成:刚玉粉82%~91.5%、碳化稻壳粉7%~15%、催化剂0.5%~2%、二氧化硅微粉或硅粉0.2%~1%;所述结合剂的质量为所述复合原料总质量的3%~5%。2.如权利要求1所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述催化剂为铁粉、氯化钠、硫酸亚铁、硼酸中的一种或几种。3.如权利要求1所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述结合剂为亚硫酸纸浆废液或糊精液;所述亚硫酸纸浆废液的浓度为40%~50%;所述糊精液浓度为30%~35%。4.如权利要求1所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述碳化稻壳粉由包括如下步骤的方法制得:将稻壳在真空或惰性气氛下经500~700℃碳化0.5~2h,即得碳化稻壳粉。5.如权利要求1所述碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料,其特征在于,所述碳化稻壳粉中含有质...
【专利技术属性】
技术研发人员:李文凤,郭会师,黄庆飞,魏凤春,韩平,侯永改,邹文俊,
申请(专利权)人:河南工业大学,
类型:发明
国别省市:河南;41
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