一种碳化硅石墨复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料制备技术领域，尤其涉及一种碳化硅石墨复合材料及其制备方法。本发明专利技术的制备原料石墨粉末、碳化硅粉末、烧结助剂经球磨混料、干燥、破碎、过筛后模压成型，成型后经脱胶处理后热压烧结，此烧结为控温控压两段保压烧结，随炉冷却得到碳化硅石墨复合材料。该方法大幅度缩减了生产周期，提高了产成品率；采用亚微米碳化硅粉末、氧化铝及氧化钇作为烧结助剂进行液相压力烧结，保证制品高密度、低气孔率，提高了制品的高强度高耐磨性能，同时不含游离硅增加了制品的耐腐蚀性能；又在关键区段进行升温、保温控制，抑制和消除了烧结过程中的裂纹、变形等缺陷。本制备工艺耗时短48~72h，制品强度高其抗弯强度可达到181MPa，相对密度达到95%。

Silicon carbide graphite composite material and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of material preparation, in particular to a silicon carbide graphite composite material and a preparation method thereof. The preparation of raw materials of graphite powder, silicon carbide powder and sintering additives by ball milling, drying, crushing, sieving, molding, molding after degumming treatment after sintering, the sintering temperature and pressure control section two pressure sintering furnace cooling by silicon carbide graphite composite material. This method greatly reduces the production cycle, improve the rate of finished product; the submicron silicon carbide powder, aluminum oxide and yttrium oxide as sintering additives by liquid phase sintering pressure, ensure the products of high density and low porosity, high strength and high wear resistance improves the performance of products at the same time, no free silicon increases the corrosion products performance; and heating control in key sections, restrain and eliminate the sintering process of crack, deformation and other defects. The preparation process is short in time, 48~72h, the product strength is high, the bending strength can reach 181MPa, and the relative density reaches 95%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料制备
，尤其涉及一种粉末冶金、热压烧结制备碳化硅石墨复合材料及其制备方法。
技术介绍
石墨材料具有许多独特的性能，如:是热和电的良导体、高化学稳定性、无熔点、耐高温、热膨胀系数小、抗热震性强等特点，是一种重要的无机非金属材料。石墨本身特殊的层状结构在其沿着C轴方向仅有弱的范德华力结合，层与层之间很容易滑动，使石墨材料具有很优异的润滑性能。石墨材料传统生产工艺是利用焦炭等固体原料和煤沥青等粘结剂，经混合、磨粉、压制、焙烧、浸渍、石墨化等工序来制造的。制品气孔率高，导致材料的强度低、承载能力下降、耐磨性低以及摩擦失稳，寿命难预测，关键问题是制品生产周期长，成品率不容易控制。应用受到极大限制。通过在石墨材料中加入其它组元可以提高石墨材料的性能，为了提高石墨强度和耐磨蚀性，硅化石墨被大量研究。硅化石墨它不仅具有碳化硅的抗氧化、高硬度、耐化学腐蚀等优点还具有石墨材料的导电导热性、良好的自润滑性及抗热震性广泛地应用于化工、冶金及宇航和核工业领域。另外石墨和碳化硅都属于共价键结合化合物，所以硅化石墨的化学性质非常稳定。除强氧化气体、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅石墨复合材料的制备方法，其特征在于，制备原料石墨粉末、碳化硅粉末、烧结助剂经球磨混料、干燥、破碎、过筛后模压成型，成型后经脱胶处理后热压烧结，此烧结为控温控压两段保压烧结，随炉冷却得到碳化硅石墨复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅石墨复合材料的制备方法，其特征在于，制备原料石墨粉末、碳化硅粉末、烧结助剂经球磨混料、干燥、破碎、过筛后模压成型，成型后经脱胶处理后热压烧结，此烧结为控温控压两段保压烧结，随炉冷却得到碳化硅石墨复合材料。
2.根据权利要求1所述一种碳化硅石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下的制备步骤：
将2.2wt%~4.1wt%的烧结助剂，24.3wt%~45.0wt%的碳化硅粉末，其余为石墨粉末的原料与球磨介质进行球磨混料后，经过干燥、破碎、过100~200目筛获得混合粉末；
将步骤1）制得的混合粉末模压成型，得到素坯；
将步骤2）得到的素坯在氩气环境下，750~850℃，保温30~60min后冷却至室温进行脱胶；
热压烧结，将步骤3）得到的坯料置于热压烧结炉中，在真空状态下，升温至1750℃施加20MPa压力，1800℃施加40MPa压力，随炉冷却得到碳化硅石墨复合材料。
3.根据权利要求2所述一种碳化硅石墨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4）的热压工艺为，在真空状态下，以10~15℃/min升温至1200℃，以8~10℃/min升温至1600℃，以5~8℃/min升温至1800℃，在1750℃施加20MPa压力，1800℃施加40MPa压力，到温后将真空气氛切换至氩气气氛，保温1~2h进行压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕青芝，韩永军，李青彬，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11