一种层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法技术

本发明专利技术公开的一种层状金属‑陶瓷复合材料零件的制备方法，属于金属‑陶瓷复合材料复杂零件近净成形技术领域。采用的技术方案为：通过光固化快速成型技术来制备内部具有层状结构的陶瓷浆料凝胶注模用树脂模具，凝胶注模、冷冻干燥、脱脂烧结制备零件陶瓷坯体，气相沉积界面层材料来控制界面结合情况或改善浸渗金属熔体与陶瓷间的润湿性，最后无压金属浸渗来实现金属与陶瓷的复合。该方法可拓展零件的可设计性，并对金属‑陶瓷复合材料零件取得良好的层状金属定向增韧效果。

【技术实现步骤摘要】
一种层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法
本专利技术属于金属-陶瓷复合材料复杂零件近净成形
，涉及一种层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法。
技术介绍
陶瓷材料具有低密度、耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能，在航空航天等领域具有良好前景的应用前景，但是其固有的低韧性限制了陶瓷材料的广泛应用。将金属与陶瓷复合形成的金属-陶瓷复合材料可以通过材料设计，将金属与陶瓷的特性综合起来，使材料兼具陶瓷的优良性能及金属的良好韧性。目前，层状金属-陶瓷复合材料主要采用预制的陶瓷层片与金属层片交替叠层后热压烧结的合成方法。在此方法制备过程中，需要对材料施加一定压力来完成制备，因此适合制备块状材料。对于零件，则只能制备形状简单，层片取向方向一致的零件，并且在制备过程中还需要准备相应的模具，增加了时间及制备成本。然而，此方法对复杂结构零件的近净成形存在困难，并且难以实现同种材料层与层间的互通，以及层结构的取向变化或者变层厚设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法，该方法基于光固化快速成型技术，通过凝胶注模、无压熔渗制造出层状金属—陶瓷复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层状金属‑陶瓷复合材料零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过光固化快速成型技术制备内部有层状结构的零件树脂模具；2)采用凝胶注模法配制陶瓷浆料，通过真空注型工艺得到零件陶瓷素坯；3)将零件陶瓷素坯进行冷冻干燥处理，并去除树脂模具外壳；4)将经过步骤3)处理的零件陶瓷素坯在600～900℃下进行真空脱脂处理，烧失素坯内部残留的有机物，得到内部具有树脂片层形成的层状结构陶瓷坯体；5)采用金属浸渗工艺对经过步骤4)处理的陶瓷坯体进行金属熔渗，再经过表面加工，得到内部具有微米至毫米尺度的层状金属‑陶瓷复合材料零件。

【技术特征摘要】
1.一种层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过光固化快速成型技术制备内部有层状结构的零件树脂模具；2)采用凝胶注模法配制陶瓷浆料，通过真空注型工艺得到零件陶瓷素坯；3)将零件陶瓷素坯进行冷冻干燥处理，并去除树脂模具外壳；4)将经过步骤3)处理的零件陶瓷素坯在600～900℃下进行真空脱脂处理，烧失素坯内部残留的有机物，得到内部具有树脂片层形成的层状结构陶瓷坯体；5)采用金属浸渗工艺对经过步骤4)处理的陶瓷坯体进行金属熔渗，再经过表面加工，得到内部具有微米至毫米尺度的层状金属-陶瓷复合材料零件。2.根据权利要求1所述的层状金属-陶瓷复合材料零件的制备方法，其特征在于，步骤1)通过光固化快速成型技术制备内部有层状结构的零件树脂模具，具体包括以下步骤：(1)按照零件外形、壁厚及工作载荷，使用三维造型软件对零件模型内部的树脂片层结构的厚度、形状及间距进行设计，得到树脂模具三维模型；其中，设计树脂片层间的连接结构及通孔，连接结构用来保持树脂层间距，烧失后为金属熔渗通道，用来连接金属层；通孔用来供陶瓷浆料流通，连接陶瓷层；(2)将树脂模具三维模型转换为STL格式并分层切片及加支撑处理后导入SL成型设备中进行制备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁中良，徐文梁，连伟波，冯朋帅，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61