一种耐高温电阻用陶瓷复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温电阻用陶瓷复合材料，其原料包括钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪、碳化锆、氮化硅、氧化锆、聚乙烯醇、氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅、氧化铝、二氧化硅和助剂。本发明专利技术还提出上述一种耐高温电阻用陶瓷复合材料的制备方法。本发明专利技术的电阻用陶瓷复合材料具有优异的耐高温性能。

High temperature resistance ceramic composite material and preparation method thereof

The invention discloses a ceramic composite material for high temperature resistance, the raw materials include two zirconium oxide, barium titanate, lithium nepheline, Magnesium Oxide, zirconium diboride, two hafnium, lead zirconate, strontium carbonate, molybdenum disulfide, titanium dioxide, three oxidation two yttrium, calcium carbonate, thallium, carbon carbide hafnium, zirconium carbide, silicon nitride, zirconium oxide, copper oxide, polyvinyl alcohol, five oxidation two niobium, tungsten trioxide, four oxidation three lead, alumina, silica and additives. The invention also provides a method for preparing the ceramic composite material for the high-temperature resistance. The ceramic composite material of the invention has excellent high-temperature resistance performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷复合材料领域，尤其涉及一种耐高温电阻用陶瓷复合材料及其制备方法。
技术介绍
热敏电阻大多为半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，广泛应用于电池，安防，医疗、科研、工业电机马达、航天航空等电子电气温度控制相关的领域。现有技术中热敏电阻中使用的耐热材料大多为无机陶瓷复合材料，现有技术中德陶瓷复合材料的耐高温性能无法满足实际使用时的需求，因此亟需开发一种耐高温电阻用陶瓷复合材料来解决现有技术中的问题。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种耐高温电阻用陶瓷复合材料及其制备方法，制备得到的电阻用陶瓷复合材料具有优异的耐高温性能。本专利技术提出的一种耐高温电阻用陶瓷复合材料，其原料按重量份包括：钛酸钡15-25份、二氧化锆3-6份、锂霞石4-8份、氧化镁2-6份、硼化锆1-8份、二硼化铪3-6份、锆酸铅1-2份、碳酸锶2-4份、二硫化钼3-5份、二氧化钛1-2份、三氧化二钇2-5份、碳酸钙4-8份、碳化铊1-3份、碳化铪2-5份、碳化锆4-6份、氮化硅1.5-4.5份、氧化锆3-5份、聚乙烯醇2-4份、氧化铜3-4份、五氧化二铌1-3份、三氧化钨2-5份、四氧化三铅3-5份、氧化铝1-4份、二氧化硅3-6份、助剂4-8份。优选地，钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪和碳化锆的重量比为18-22：4-5：5-7：3-5：2-7：4-5：1.2-1.8：2.5-3.5：3.5-4.5：1.2-1.8：3-4：5-7：1.5-2.5：3-4：4.5-5.5。优选地，氮化硅、氧化锆、聚乙烯醇、氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅和氧化铝的的重量比为1.8-4.2：3.5-4.5：2.5-3.5：3.2-3.8：1.5-2.5：3-4：3.5-4.5：2-3。优选地，所述助剂混合物的原料按重量份包括：氮化铝3-5份、氮化硅2-5份、氮化锆1-4份、氮化铪3-5份、碳化硼1-5份、碳化钨2-5份、碳化钒3-5份、镍粉2-4份、钼粉2-4份、钨粉3-5份、铁粉1-5份。本专利技术的一种耐高温电阻用陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪、碳化锆、氮化硅和氧化锆混合均匀，接着于球磨机中进行球磨；球磨后于热压炉中进行高温压合，以升温速率为75-85℃/min将炉内温度升高至680-760℃，然后保温15-30min，接着以升温速率为45-55℃/min继续将炉内温度升高为1250-1450℃进行烧结，然后以冷却速度为35-50℃/min冷却至室温得到物料a；S2、将氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅和氧化铝球磨2-4h后，干燥，在惰性气氛下依次加入聚乙烯醇和氧化锆，以15-25℃/min的升温速率升温至700-800℃，保温0.5-1.5h，接着于1250-1350℃进行烧结，空冷至室温得到物料b；S3、将物料a、物料b、二氧化硅和助剂混合均匀，球磨2-4h，然后升温至1200-1300℃，烧结4-6h，空冷至室温得到耐高温电阻用陶瓷复合材料。优选地，S1中，球料比为35-55：1-2，球磨机转速为250-300r/min，球磨时间为3-5h。优选地，S1中，烧结的时间为3-6h，烧结的压力为45-55MPa。优选地，S2中，烧结的时间为3-5h，烧结的压力为25-35MPa。本专利技术的一种耐高温电阻用陶瓷复合材料以钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪、碳化锆、氮化硅、氧化锆、聚乙烯醇、氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅、氧化铝、二氧化硅和助剂为原料，其中钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪、碳化锆、氮化硅和氧化锆作为S1的原料，经过球磨，高温压合，烧结，冷却制备得到物料a，其中硼化锆、碳化铊、碳化铪和碳化锆为高熔点物质，糅合到物料a中，使得物料a具有较高的热导率、适中的热膨胀系数和良好的抗氧化烧蚀性能，且在进行高温热高的过程中，以一定升温速度加热，再在一定温度升温后进行烧结，可以有效提高物料a中各原料结合的更加致密。以氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅、氧化铝、聚乙烯醇和氧化锆为原料，经过烧结，得到物料b，最后将物料a、物料b、二氧化硅和助剂混合后进行烧结，引入二氧化硅能够有效提高陶瓷复合材料的耐热性和抗氧化性。且本专利技术的配方中，为了去除或减轻这些氧化物杂质对材料致密化的影响，添加助剂，其中助剂以氮化铝、氮化硅、氮化锆、氮化铪、碳化硼、碳化钨、碳化钒、镍粉、钼粉、钨粉和铁粉为原料，氮化物的引入主要是将硼化物表面的B2O3反应，降低ZrB2表面的氧从而提高B的活性。而碳及碳化物的添加是与ZrO2反应降低其氧含量，提高Zr的活性，二者均能促进超高温陶瓷复合材料的致密化，镍粉、钼粉、钨粉和铁粉的添加能够在烧结过程中形成液相促进颗粒重排和传质从而提高材料的烧结性能。本专利技术制备得到电阻用陶瓷复合材料具有优异的耐高温性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术，而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术的保护范围内。具体实施方式中，钛酸钡的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份；二氧化锆的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；锂霞石的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；氧化镁的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；硼化锆的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；二硼化铪的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；锆酸铅的重量份可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份；碳酸锶的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份；二硫化钼的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；二氧化钛的重量份可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份；三氧化二钇的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；碳酸钙的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；碳化铊的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份；碳化铪的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；碳化锆的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氮化硅的重量份可以为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4.5份；氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温电阻用陶瓷复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：钛酸钡15‑25份、二氧化锆3‑6份、锂霞石4‑8份、氧化镁2‑6份、硼化锆1‑8份、二硼化铪3‑6份、锆酸铅1‑2份、碳酸锶2‑4份、二硫化钼3‑5份、二氧化钛1‑2份、三氧化二钇2‑5份、碳酸钙4‑8份、碳化铊1‑3份、碳化铪2‑5份、碳化锆4‑6份、氮化硅1.5‑4.5份、氧化锆3‑5份、聚乙烯醇2‑4份、氧化铜3‑4份、五氧化二铌1‑3份、三氧化钨2‑5份、四氧化三铅3‑5份、氧化铝1‑4份、二氧化硅3‑6份、助剂4‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温电阻用陶瓷复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：钛酸钡15-25份、二氧化锆3-6份、锂霞石4-8份、氧化镁2-6份、硼化锆1-8份、二硼化铪3-6份、锆酸铅1-2份、碳酸锶2-4份、二硫化钼3-5份、二氧化钛1-2份、三氧化二钇2-5份、碳酸钙4-8份、碳化铊1-3份、碳化铪2-5份、碳化锆4-6份、氮化硅1.5-4.5份、氧化锆3-5份、聚乙烯醇2-4份、氧化铜3-4份、五氧化二铌1-3份、三氧化钨2-5份、四氧化三铅3-5份、氧化铝1-4份、二氧化硅3-6份、助剂4-8份。2.根据权利要求1所述的耐高温电阻用陶瓷复合材料，其特征在于，钛酸钡、二氧化锆、锂霞石、氧化镁、硼化锆、二硼化铪、锆酸铅、碳酸锶、二硫化钼、二氧化钛、三氧化二钇、碳酸钙、碳化铊、碳化铪和碳化锆的重量比为18-22：4-5：5-7：3-5：2-7：4-5：1.2-1.8：2.5-3.5：3.5-4.5：1.2-1.8：3-4：5-7：1.5-2.5：3-4：4.5-5.5。3.根据权利要求1或2所述的耐高温电阻用陶瓷复合材料，其特征在于，氮化硅、氧化锆、聚乙烯醇、氧化铜、五氧化二铌、三氧化钨、四氧化三铅和氧化铝的的重量比为1.8-4.2：3.5-4.5：2.5-3.5：3.2-3.8：1.5-2.5：3-4：3.5-4.5：2-3。4.根据权利要求1-3任一项所述的耐高温电阻用陶瓷复合材料，其特征在于，所述助剂混合物的原料按重量份包括：氮化铝3-5份、氮化硅2-5份、氮化锆1-4份、氮化铪3-5份、碳化硼1-5份、碳化钨2-5份、碳化钒3-5份、镍粉2-4份、钼粉2-4份、钨粉3-5份、铁粉1-5份。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凤谊，
申请(专利权)人：安徽瑞鑫自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34