锶长石基复合陶瓷透波材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种锶长石基复合陶瓷透波材料及其制备方法，涉及陶瓷基复合材料的制备技术领域，所述锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法包括：S1：称取h‑BN粉、SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉并混合，得到第一粉体；S2：将所述第一粉体进行球磨，得到第二粉体；S3：将所述第二粉体压制成生坯，得到预制生坯；S4：对所述预制生坯进行无压烧结，得到锶长石基复合陶瓷透波材料。本发明专利技术提供的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，通过原位合成反应来将h‑BN引入锶长石中，使得制备的锶长石基复合陶瓷透波材料不仅具有良好的力学及可加工性能，同时，还具有良好的介电和耐热冲击性能。

Strontium Feldspar Based Composite Ceramic Wave Transmitting Materials and Their Preparation Method

The invention discloses a strontium feldspar-based composite ceramic wave-transmitting material and a preparation method, which relates to the preparation technology field of ceramic matrix composites. The preparation method of the strontium feldspar-based composite ceramic wave-transmitting material includes: S1: weighing h_BN powder, SrCO3 powder, Al2O3 powder and SiO 2 powder and mixing to obtain the first powder; S2: ball milling the first powder to obtain the second powder; The second powders are pressed into green compacts to obtain prefabricated green compacts; S4: The prefabricated green compacts are sintered without pressure to obtain Sr-feldspar-based composite ceramic wave-transmitting materials. The preparation method of the strontium feldspar-based composite ceramic wave-transmitting material provided by the invention introduces h_BN into strontium feldspar by in-situ synthesis reaction, so that the prepared strontium feldspar-based composite ceramic wave-transmitting material not only has good mechanical and processability, but also has good dielectric and thermal shock resistance.

【技术实现步骤摘要】
锶长石基复合陶瓷透波材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷基复合材料的制备
，具体涉及一种锶长石基复合陶瓷透波材料及其制备方法。
技术介绍
锶长石因具有密度低、热膨胀系数小、高温稳定性能好、介电性能优良以及化学稳定性优异等优点，在航空、航天工业以及汽车、环保、冶金、化工和电子工业等多个领域均有广泛的应用前景；但是由于锶长石在具有优异的热学及介电性能的同时，还具有可加工性差的特点，从而大大限制了锶长石在实际工程中的应用。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，包括：S1：称取h-BN粉、SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉并混合，得到第一粉体；S2：将所述第一粉体进行球磨，得到第二粉体；S3：将所述第二粉体压制成生坯，得到预制生坯；S4：对所述预制生坯进行无压烧结，得到锶长石基复合陶瓷透波材料。可选地，所述h-BN粉的体积分数为5～95vol.％；所述SrCO3粉、所述Al2O3粉和所述SiO2粉的摩尔比为(0.46～16.3):1:2。可选地，所述SrCO3粉的粒度范围为100～400目，所述Al2O3粉的粒度范围为100～400目，所述SiO2粉的粒度范围为100～400目，所述h-BN粉的粒度范围为100～300目。可选地，所述将所述预制粉体进行球磨的时间范围为1～24小时，所述球磨的转速为250～350转/分钟。可选地，所述将所述球磨粉末压制成生坯包括：将所述第二通过干压成型或冷等静压成型压制成生坯；所述将所述第二粉体压制成生坯的成型压力为100～200MPa。可选地，所述对所述原料生坯进行无压烧结包括：S41：将所述原料生坯放置于烧结炉中，在所述烧结炉中通入保护气体；S42：将所述烧结炉升温至1700～1900℃，并第一次保温1～15分钟；S43：所述第一次保温结束后，将所述烧结炉降温至1000～1300℃，并第二次保温0.5～12小时；S44：所述第二次保温结束后，将所述烧结炉冷却至室温。可选地，所述在所述烧结炉中通入保护气体包括：在所述烧结炉中通入氮气。可选地，所述将所述烧结炉升温至1700～1900℃包括：将所述烧结炉的温度以5～30℃/min的升温速率升至1700～1900℃。可选地，所述将所述烧结炉降温至1000～1300℃包括：将所述烧结炉的温度以5～30℃/min的降温速率降至1000～1300℃。本专利技术的另一目的在于提供一种锶长石基复合陶瓷透波材料，所述锶长石基复合陶瓷透波材料由上述的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法制备。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1，本专利技术提供的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，通过原位合成反应来将h-BN引入锶长石中，一方面在不影响锶长石本身介电性能的前提下，提高锶长石的可加工性；另一方面h-BN还可作为单斜锶长石的异质形核中心，在保证锶长石基复合陶瓷透波材料介电性能的前提下，解决锶长石陶瓷基材料的晶相调控困难的技术问题，使得制备的锶长石基复合陶瓷透波材料不仅具有良好的力学及可加工性能，同时，还具有良好的介电和耐热冲击性能；2，本专利技术提供的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，通过两步无压烧结工艺，解决锶长石陶瓷材料中晶粒异常长大的问题，得到晶粒细小、致密度高的锶长石基复合陶瓷透波材料。附图说明为了更清楚地说明本专利技术各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本专利技术的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法流程图；图2是本专利技术的锶长石基复合陶瓷透波材料的透射电子显微镜图；图3是本专利技术的锶长石基复合陶瓷透波材料经钻孔加工后的试片图；图4是本专利技术的锶长石基复合陶瓷透波材料介电常数及损耗角正切值图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。为解决锶长石可加工性差的问题，本专利技术提供一种锶长石基复合陶瓷透波材料以及该锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，参见图1所示，其中该锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法包括如下步骤：S1：称取h-BN粉、SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉并混合，得到第一粉体；S2：将得到的第一粉体进行球磨，得到第二粉体；S3：将得到的第二粉体压制成生坯，得到预制生坯；S4：对该预制生坯进行无压烧结，得到锶长石基复合陶瓷透波材料。为提高锶长石的韧性，本专利技术通过引入六方氮化硼(h-BN)来提高锶长石的韧性；在引入h-BN过程中，通过原位合成法，将h-BN与生成锶长石的原料SrCO3粉、Al2O3粉以及SiO2粉直接混合，共同反应，一方面使得引入的h-BN与生成的锶长石相容性良好，界面结合强度高，另一方面使得锶长石的制备与h-BN的引入合为一个制备过程，简化了制备工艺。其中第一粉体中h-BN粉的体积分数范围为5～95vol.％；SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉的摩尔比范围为(0.46～16.3):1:2；为便于第一粉体能够充分进行反应，本专利技术优选h-BN粉的粒度范围为100～300目，SrCO3粉的粒度范围为100～400目，Al2O3粉的粒度范围为100～400目，SiO2粉的粒度范围为100～400目。将h-BN粉与SrCO3粉、Al2O3粉、SiO2粉混合后，进行球磨，以使h-BN粉与生成锶长石的原料SrCO3粉、Al2O3粉、SiO2粉被进一步粉碎，并使粉碎后的小颗粒充分混合，从而使以此为原料生成的锶长石基复合陶瓷透波材料中h-BN分布均匀，该透波材料的性能稳定。本专利技术优选球磨的时间为1～24小时，球磨的转速为250～350转/分钟。为便于对原料进行无压烧结以得到锶长石基复合陶瓷透波材料，将得到的第二粉体压制成具有特点形状的生坯，得到预制生坯。本专利技术将第二粉体压制成生坯的工艺包括干压成型或冷等静压成型工艺，将第二粉体压制成生坯的成型压力为100～200MPa。经压制成型，得到具有特定形状的预制生坯后，进一步将该预制生坯进行无压烧结，在无压烧结过程中原料中的SrCO3、Al2O3、SiO2反应生成SrAl2Si2O8，即锶长石，而h-BN均匀分散于锶长石中，即可得到锶长石基复合陶瓷透波材料。h-BN是一种具有类石墨的层状结构的材料，理想的h-BN的晶格常数为该层状结构内B和N原子相间以共价键组成网络，且该网络为六圆环状，而该层状结构相邻的两个层间则以范德华力结合，由于范德华力的结合强度较弱，在受到外力作用时，相邻层间的范德华力容易断开；除此之外，h-BN还具有优良的高温使用性能，如密度低(2.27g/cm3)，耐高温性好(无熔点，在氮气或其他惰性气体下，升华温度接近3000℃)等，并且在高温下h-BN无类似石墨的负载软化现象，较石墨具有更高的抗氧化温度；h-BN还具有化学稳定性高的优点，如耐酸碱及熔融金属的腐蚀性能好。独特的晶体结构及优良的性能使得h-BN不仅具有优异的抗热冲击性能，而且易于机械加工，如可以采用车、铣、刨、磨、钻等方式进行加工，并且加工精度可达0.01mm，因此h-BN可以用于制备各种形状复杂、尺寸精密的构件；在锶长石中引入该性能优异的h-BN，利用h-BN本身的特性，可以通过裂纹偏转、板片状h-BN的颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，包括：S1：称取h‑BN粉、SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉并混合，得到第一粉体；S2：将所述第一粉体进行球磨，得到第二粉体；S3：将所述第二粉体压制成生坯，得到预制生坯；S4：对所述预制生坯进行无压烧结，得到锶长石基复合陶瓷透波材料。

【技术特征摘要】
1.一种锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，包括：S1：称取h-BN粉、SrCO3粉、Al2O3粉和SiO2粉并混合，得到第一粉体；S2：将所述第一粉体进行球磨，得到第二粉体；S3：将所述第二粉体压制成生坯，得到预制生坯；S4：对所述预制生坯进行无压烧结，得到锶长石基复合陶瓷透波材料。2.如权利要求1所述的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，所述h-BN粉的体积分数为5～95vol.％；所述SrCO3粉、所述Al2O3粉和所述SiO2粉的摩尔比为(0.46～16.3):1:2。3.如权利要求1所述的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，所述SrCO3粉的粒度范围为100～400目，所述Al2O3粉的粒度范围为100～400目，所述SiO2粉的粒度范围为100～400目，所述h-BN粉的粒度范围为100～300目。4.如权利要求1所述的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，所述将所述第一粉体进行球磨的时间范围为1～24小时，所述球磨的转速范围为250～350转/分钟。5.如权利要求1所述的锶长石基复合陶瓷透波材料的制备方法，其特征在于，所述将所述第二粉体压制成生坯包括：将所述第二粉体通过干压成型或冷等静压成型压制成生坯；所述将所述第二粉体压制成生...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡德龙，贾德昌，杨治华，段小明，何培刚，王胜金，周玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23