一种SiC晶须增强的陶瓷基复合板及其制备方法，SiC晶须增强的陶瓷基复合板包括无机陶瓷粉末基材，化学气相渗透(CVI)-SiC晶须，SiC晶须镶嵌于陶瓷基材内，并与陶瓷基材紧密结合，无机陶瓷粉末基材体积分数为60％～80％，化学气相渗透(CVI)-SiC晶须体积分数为20％～40％。无机陶瓷粉末基材为碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硼，陶瓷粉末颗粒尺寸为10～100um。采用凝胶铸法制备陶瓷预制体，结合化学气相渗透法(CVI)在预制体内部生长SiC晶须，致密化陶瓷预制体。凝胶铸法结合CVI法制备SiC晶须增强的陶瓷基复合板，制品断裂韧性和弯曲强度提高，使用可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，SiC晶须增强的陶瓷基复合板包括无机陶瓷粉末基材，化学气相渗透(CVI)-SiC晶须，SiC晶须镶嵌于陶瓷基材内，并与陶瓷基材紧密结合，无机陶瓷粉末基材体积分数为60％～80％，化学气相渗透(CVI)-SiC晶须体积分数为20％～40％。无机陶瓷粉末基材为碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硼，陶瓷粉末颗粒尺寸为10～100um。采用凝胶铸法制备陶瓷预制体，结合化学气相渗透法(CVI)在预制体内部生长SiC晶须，致密化陶瓷预制体。凝胶铸法结合CVI法制备SiC晶须增强的陶瓷基复合板，制品断裂韧性和弯曲强度提高，使用可靠性高。【专利说明】
本专利技术涉及陶瓷基复合板及其制备方法，特别是涉及一种Sic晶须增强的陶瓷基 复合板及其制备方法。
技术介绍
随着科技的迅速发展，机械、电子、航空航天、能源等各工业部门对材料的性能提 出更高的要求，现有的金属或高分子材料往往难以胜任，因此具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀、 热化学稳定性等优异性能的陶瓷材料日益受到关注。与此同时，陶瓷材料的脆性大，韧性低 的弱点，也成为各国研究的热点。 碳化硅晶须（SiCw)是一种直径为纳米级至微米级的具有高度取向性的单晶纤维， 晶体结构与金刚石相类似，晶体内化学杂质少，无晶粒边界，晶体结构缺陷少，结晶相成分 均一，具有高熔点（> 2700°C )、低密度（(3. 21g/cm3)、高强度（抗拉强度为2100kg/cm2)、 高弹性模量（弹性模量为4. 9X104kg/cm2)、低热膨胀率以及耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化能力 强等特性，素有"晶须之王"的美誉。碳化硅晶须是已合成出晶须中硬度最高、弹性模量最 大、抗拉强度最大、耐热温度最高的晶须产品。利用它对脆性较大的陶瓷材料进行增韧，提 高陶瓷材料的性能，在制备高性能复合材料方面已得到了广泛应用，也是用于增韧陶瓷基 复合材料中研究得较多的一种增强材料。 目前生产SiC晶须的方法主要有固体材料法和气相反应法。固体材料法利用载 气通过含碳和含硅的固体材料，在与反应材料隔开的空间形成SiC晶须。固体材料法比较 经济，适合工业化生产，但制备高纯度的SiC晶须比较困难。气相反应法是用含碳气体与 含硅气体反应或者分解一种含碳、硅化合物的有机气体，合成SiC晶须，其中化学气相沉积 (CVD)与化学气相渗透（CVI)技术应用的最为普遍。该方法具有可控制生成不同晶形的碳 化硅晶须，所得碳化硅晶须纯度较高，工艺简单，反应过程没有腐蚀性和毒性较大的中间产 物，反应设备简单，便于操作。 申请号为201110122040. X的中国专利公开了一种SiC晶须强化的SiC陶瓷基复 合材料及其制备方法，复合材料由预制件通过Si或Si合金熔渗反应制备得到，所述的预制 件由包括稻壳SiC晶须化产物的原料模压成型制得。该复合材料方法制备工艺简单，熔渗 反应温度低，无需外加压力，预制件可制成复杂形状，可用于制备复杂形状构件。 申请号为201210088399. 4的中国专利公开了一种碳化硅晶须增韧二硼化锆陶瓷 的制备工艺。采用溶胶凝胶法在ZrB2颗粒表面包裹Si0 2，经干燥、研磨后加入活性碳进行充 分混合，混合料在流动氩气气氛保护下加热，利用Si02-C之间的碳热还原反应在ZrB 2表面 原位生成SiCw，得到ZrB2-SiCw粉体，然后烧结制备出碳化硅晶须增韧二硼化锆陶瓷材料。 解决SiC w在基材中分散均匀性问题，改善了材料的结构，提高了材料的性能。 上述两种复合材料的制备方法中得到的碳化硅晶须与反应残余物分离困难，杂质 含量高，特别是分离过程会降低碳化硅晶须的质量，影响了碳化硅晶须对基材的增强作用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种SiC晶须增强的陶瓷 基复合板及其制备方法，其特征在于所述的SiC晶须增强的陶瓷基复合板包括无机陶瓷粉 末基材，化学气相渗透（CVI)-SiC晶须，SiC晶须镶嵌于陶瓷基材内，并与陶瓷基材紧密结 合，陶瓷基复合材料可以是圆板状、方板状等。采用凝胶铸的方法制备陶瓷预制体。无机 陶瓷粉末基材体积分数为60 %?80 %，化学气相渗透（CVI)-SiC晶须体积分数为20 %? 40%。所述的无机陶瓷粉末基材可以是为碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硼，陶瓷粉末颗粒尺 寸为10?100um。 本专利技术旨在提供一种SiC晶须增强的陶瓷基复合板的制备方法，其特征在于，包 括以下顺序步骤： (1)在水溶液中加入单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺形成浓度为 10 %?20 %的预混液； (2)在配比好的无机陶瓷粉料中按55%?60%固相体积分量要求加入预混液和 分散剂聚丙烯酸铵，调节PH至9?11，球磨混合10?20h，制成浆料； (3)浆料排气后加入引发剂过硫酸铵，充分搅拌并除去气泡后注入模腔中，加入催 化剂四甲基乙二胺，凝胶化30?60min，脱模后放置平稳处； (4)将上述坯体放入烘箱中，温度为60?80°C，烘干时间8?12h ; (5)干燥后，在400?700°C脱胶除去成型剂，得到预制体，然后表面加工，精度达 到密封材料级； (6)将上述预制体放入反应炉中，真空气氛下升温至反应温度，通入一定的三氯甲 基娃烧，氢气作为载气，氦气作为稀释气体，反应温度为1000?1200°C，三氯甲娃烧流量为 30?50sccm，氢气流量为200?300sccm，氩气流量为200?300sccm，控制反应条件，化学 气相渗透碳化硅晶须，预制体致密化，渗透时间为200?300h ; (7)完成致密化后加工到原来的表面精度，最终得到SiC晶须增强的陶瓷基复合 板。 本专利技术具有的优点：1、凝胶铸制备预制体，坯体强度高，孔隙均匀度好，利于或许 化学气相渗透SiC w;2、化学气相渗透法制备得到SiCw在基体内部分散均匀，与紧密结合，增 强效果更好；3、制品韧性提高，断裂韧性和弯曲强度提高，使用可靠性高。 【专利附图】【附图说明】 图1为圆板状SiC晶须增强的陶瓷基复合板的截面图。 10为无机陶瓷粉末基材；20为化学气相渗透（CVI)-SiC晶须。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价 形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。 实施例1 (1)在水溶液中加入单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺形成浓度为15% 的预混液； (2)在配比好的无机陶瓷粉料中按55%固相体积分量要求加入预混液和分散剂 聚丙烯酸铵，调节PH至11，球磨混合15h，制成楽料； (3)浆料排气后加入引发剂过硫酸铵，充分搅拌并除去气泡后注入模腔中，加入催 化剂四甲基乙二胺，凝胶化45min，脱模后放置平稳处； (4)将上述坯体放入烘箱中，温度为70°C，烘干时间12h ; (5)干燥后，在600°C脱胶除去成型剂，得到预制体，然后表面加工，精度达到密封 材料级； (6)将上述预制体放入反应炉中，真空气氛下升温至反应温度，通入一定的三 氯甲基硅烷，氢气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SiC晶须增强的陶瓷基复合板，其特征在于包括无机陶瓷粉末基材，SiC晶须，SiC晶须镶嵌于陶瓷基材内，并与陶瓷基材紧密结合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈照峰，余盛杰，
申请(专利权)人：苏州宏久航空防热材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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