一种SiC复合材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种SiC复合材料及其制备工艺。该复合材料是将Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与球形SiC/NiP复合粉末均匀混合后，通过热压成型而成。Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末是对球形Cu50Zr40Ti10非晶合金雾化粉末进行球磨而获得。球形SiC/NiP复合粉末是通过化学镀方法在球形SiC粉末上包裹NiP非晶合金镀层而成。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10

Sandwich type SiC composite material and preparation process thereof

The invention discloses a sandwich type SiC composite material and a preparation process thereof. The composite material is formed by mixing the Cu50Zr40Ti10 flaky amorphous alloy powder and the spherical SiC/NiP composite powder uniformly and then forming by hot pressing. Cu50Zr40Ti10 flake amorphous alloy powder is obtained by ball milling of spherical Cu50Zr40Ti10 amorphous alloy atomized powder. The spherical SiC/NiP composite powder is formed by coating NiP amorphous alloy coating on the spherical SiC powder by chemical plating. The coefficient of linear expansion of the composite is 7.6 * 10

【技术实现步骤摘要】
一种三明治型SiC复合材料及其制备工艺
本专利技术涉及一种三明治型SiC复合材料及其制备工艺。
技术介绍
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐腐蚀、耐高温、耐磨性能好，功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料，用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。然而碳化硅产品的制备工艺复杂，烧结温度高（一般为2000℃以上），很难达到全致密度，限制了其应用范围。因此，降低碳化硅的成型温度，简化其制备工艺，并到达全致密度具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三明治型SiC复合材料及其制备工艺。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：一种三明治型SiC复合材料，其特征在于:所述复合材料由5wt%的Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与95wt%的SiC/NiP球形复合粉末均匀混合后，再进行热压成型而获得的完全致密的块体复合材料，其中所述Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末是通过球磨Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末而获得，其玻璃转变温度为306.5℃，晶化温度为354.6℃；所述SiC/NiP球形复合粉末是通过化学镀方法在球形SiC粉末上包裹NiP非晶合金镀层而成。本专利技术所得复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。本专利技术所述三明治型SiC复合材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：先将Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末；然后将SiC球形粉末放入烧杯中，加入浓度10%的HCl进行活化处理2小时，然后用去离子水将SiC粉末清洗干净，再将清洗干净的SiC粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的PH值为5.4，保温2小时后，即可获得SiC/Ni-P复合粉末；最后将5wt%的Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与95wt%的SiC/Ni-P球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，然后以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200MPa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型,得完全致密的块体复合材料。本专利技术所述一种三明治型SiC复合材料及其制备工艺与现有SiC复合材料的制备工艺相比，具有如下显著不同的特征：（1）简化了SiC复合材料的制备工艺，（2）采用Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末作为SiC/Ni-P球形复合粉末间隙间的填充剂和粘接剂，（3）通过Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末和Ni-P非晶合金的玻璃转变温度与过冷液相区相似的原则，实现两种非晶合金粉末在其过冷液相区的液态特征联动变形而实现SiC颗粒的成型，（4）大大降低了SiC复合材料的成型温度，并实现了SiC复合材料的全致密化。本专利技术制成的产品分别用真空球磨罐球磨，油压机成型，XRD检测Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末的非晶态结构，扫描电子显微镜观察Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末的形貌，差热扫描量热计测量Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末的玻璃转变温度和晶化温度，热膨胀仪测量线膨胀系数，激光闪光仪测量导热系数，阿基米德法测量密度。本专利技术一种三明治型SiC复合材料的成分为5wt%的Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末和95wt%的SiC/Ni-P球形复合粉末，其线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1用天平称取Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末5克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取SiC球形粉末20克，放入烧杯中，加入浓度10%的HCl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将SiC粉末清洗干净，再将清洗干净的SiC粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的PH值为5.4，保温2小时后，获得SiC/Ni-P复合粉末；将1克Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与19克SiC/Ni-P球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200MPa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。实施例2用天平称取Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末5克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取SiC球形粉末50克，放入烧杯中，加入浓度10%的HCl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将SiC粉末清洗干净，再将清洗干净的SiC粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的PH值为5.4，保温2小时后，获得SiC/Ni-P复合粉末；将2克Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与38克SiC/Ni-P球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200MPa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。实施例3用天平称取Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末10克，放入真空球磨罐中并充满无水乙醇，在球料比为25:1、球磨速度为400转/分钟的条件下，球磨2小时后获得Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末；然后用天平称取SiC球形粉末100克，放入烧杯中，加入浓度10%的HCl溶液进行活化处理2小时，然后用去离子水将SiC粉末清洗干净，再将清洗干净的SiC粉末放入镀液中，采用水浴法对其进行加热到90℃，化学镀过程保持镀液的PH值为5.4，保温2小时后，获得SiC/Ni-P复合粉末；将5克Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与95克SiC/Ni-P球形复合粉末均匀混合，放入不锈钢模具内腔中，以20℃/分钟的加热速度将模具加热到330℃，保温10分钟，采用200MPa的压力和保压时间为6分钟的条件下进行热压成型。该复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三明治型SiC复合材料，其特征在于:所述复合材料由5wt%的 Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与95wt%的SiC/NiP球形复合粉末均匀混合后，再进行热压成型而获得的完全致密的块体复合材料，其中所述Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末是通过球磨Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末而获得，其玻璃转变温度为306.5℃，晶化温度为354.6℃；所述SiC/NiP球形复合粉末是通过化学镀方法在球形SiC粉末上包裹NiP非晶合金镀层而成。

【技术特征摘要】
1.一种三明治型SiC复合材料，其特征在于:所述复合材料由5wt%的Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末与95wt%的SiC/NiP球形复合粉末均匀混合后，再进行热压成型而获得的完全致密的块体复合材料，其中所述Cu50Zr40Ti10片状非晶合金粉末是通过球磨Cu50Zr40Ti10球形雾化非晶粉末而获得，其玻璃转变温度为306.5℃，晶化温度为354.6℃；所述SiC/NiP球形复合粉末是通过化学镀方法在球形SiC粉末上包裹NiP非晶合金镀层而成。2.根据权利要求1所述的三明治型SiC复合材料，其特征在于:所述复合材料的线膨胀系数为7.6×10-6K-1、导热系数为106.6W/m·K以及密度为4.25g/cm3。3.根据权利要求1所述的一种三明治型SiC复合材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：先将Cu5...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡安辉，胡优生，安琪，周果君，罗云，李小松，丁超义，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43