一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法，用去离子水、羧甲基纤维素钠、TiC以及TiO2配制浆料，再对多孔Al2O3/SiC预制体进行真空浸渗结合压力浸渗，将工业用铝粉或铝硅合金粉平铺在预制体表面，再在真空炉中进行反应烧结，使粉体熔融渗透到预制体中。由于采用浆料浸渗法，Al2O3/SiC预制体纤维束间及基体与基体之间形成的孔隙被TiC和TiO2颗粒填充，再采用Al或Al-Si合金粉进行熔体浸渗，在高温下反应即可生成Ti3AlC2或Ti3Si(Al)C2等MAX相陶瓷，从而制备出Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料。与Al2O3纤维增韧SiC陶瓷基复合材料相比，本方法所制备的材料强度和断裂韧性都有很大提高，其抗弯强度达到350～500MPa，断裂韧性可达13～18MPa·m1/2。

【技术实现步骤摘要】
一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法
本专利技术属于MAX相陶瓷基复合材料的制备方法，具体涉及一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法。
技术介绍
现阶段，使用最广泛的连续纤维增强陶瓷基复合材料的增强体主要基于C纤维和SiC纤维。但是C纤维对于高温氧化环境很敏感，长时氧化后会导致性能下降。而SiC纤维也存在同样的问题，就目前而言，SiC纤维的使用温度一般是被限制在1200℃以下。虽然少数的SiC纤维，如High-NicalonSiC纤维在高温氧化条件下性能表现优异，但是其价格相当昂贵。Al2O3纤维，以Nextel610为例，作为一种典型的氧化物纤维具有非常好的高温抗氧化能力，高的拉伸强度(3.1GPa)和弹性模量(380GPa)。而且Al2O3纤维较SiC纤维而言具有很大的成本优势。Al2O3纤维增韧陶瓷基复合材料可以克服SiC纤维和C纤维增强陶瓷基复合材料高温长时抗氧化性能差的缺点，但这是以牺牲部分力学性能为代价的。文献1“ZhaofengChen,LitongZhang,LaifeiCheng,YongdongXu,Propertiesandmi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在去离子水中加入羧甲基纤维素钠，搅拌均匀后加入TiC和TiO2粉体，搅拌均匀后倒入球磨罐，加入碳化锆球后球磨制成TiC与TiO2混合浆料；所述TiO2与TiC混合浆料质量分数为30％～45％，去离子水质量分数为67％～52％，羧甲基纤维素钠质量分数为0.5％，TiO2与TiC的质量比为1:3～3:1；浆料与碳化锆球质量比为2:1～4:1；步骤2：将Al2O3/SiC多孔预制体进行超声清洗并烘干，放入密闭容器内，抽真空，使得密闭容器内的绝对真空度为1000Pa～10000Pa时，保持15～30min；将浆料注入密...

【技术特征摘要】
1.一种Al2O3纤维增韧MAX相陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤(1)：在去离子水中加入羧甲基纤维素钠，搅拌均匀后加入TiC和TiO2粉体，搅拌均匀后倒入球磨罐，加入碳化锆球后球磨制成TiC与TiO2混合浆料；所述TiO2与TiC混合浆料质量分数为30％～45％，去离子水质量分数为67％～52％，羧甲基纤维素钠质量分数为0.5％，TiO2与TiC的质量比为1:3～3:1；浆料与碳化锆球质量比为2:1～4:1；步骤(2)：将Al2O3/SiC多孔预制体进行超声清洗并烘干，放入密闭容器内，抽真空，使得密闭容器内的绝对真空度为1000Pa～10000Pa时，保持15～30min；将浆料注入密闭容器内，保证预制体浸没在浆料中，继续抽真空，使得密闭容器的绝对真空度为1000～10000Pa，保持20～40min；然后给密闭容器通入氩气，容器内氩气气氛压力达到1～2MPa，保持15～40min；从浆料中取出预制体，放入烘箱中烘干5～10h，干燥温度为70～100℃；然后清除试样表面残留的粉料，称重，重复本步骤，直到预制体较上一次浸渍增重小于1％为止；步骤(3)：将符合浸渍增重标准的预制体置于石墨坩埚中，预制体上下表面均铺置2～5mm厚的Al或Al-Si合金粉体，在绝对真空度为5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷小玮，陈灵奇，范晓孟，马晓康，张立同，成来飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61