The invention discloses an in situ formation of silicon carbide fiber combined with silicon carbide wear-resistant material and a preparation method, which belongs to the technical field of wear-resistant ceramic material. The silicon carbide wear-resistant materials made of composite materials and binder material, the composite material is composed of the following weight percentage: 68% to 80% from 13.7% to 21.1% silicon carbide, silicon source, 5.4% ~ 7.7% carbon source, 0.45% ~ 1.68% and 0.45% ~ 1.72% catalyst, sintering aids; quality of the binder for the composite material of the total mass from 2% to 5%; and the silicon carbide particles composed of silicon carbide and silicon carbide powder, two mass ratio (90 ~ 98): (2 ~ 10). The raw material used in the invention is low in price, wide in source and simple in preparation process. The product has the advantages of high strength, toughness, wear resistance and low sintering temperature, and overcomes the defects of poor toughness and hard sintering of existing silicon carbide ceramic materials, and is suitable for popularization and application.
【技术实现步骤摘要】
一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料及其制备方法
本专利技术涉及一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料及其制备方法,属于耐磨陶瓷材料
技术介绍
材料和设备主要失效于磨损,我国每年由磨损造成的经济损失约为1000亿人民币,且正以15%的速度增长,这预示着耐磨材料具有巨大的市场空间和应用前景。但随着科技的发展,要求耐磨材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐冲击等优越性能,才能在较苛刻的工作环境中使用,而现有产品满足不了该使用要求。因此,人类迫切需要开发研制出具有优良性能,并具有广泛应用领域的新型耐磨材料,以满足磨损行业迅速发展的需要。碳化硅耐磨材料具有强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀等一系列优良性能,且价格低廉,大量应用于石油化工、冶金机械、航空航天、微电子、汽车、钢铁等领域,在耐磨领域中展示着重要的应用前景。但其存在韧性差的缺陷,且因Si-C键以共价键为主(约占88%),导致其扩散系数较低,采用无压烧结难以制备出致密的碳化硅耐磨材料,这些均限制了其在工业中的推广应用。目前,科研工作者多在碳化硅耐磨材料中添加低熔点的烧结助剂,在烧结过程中这些低熔点的烧结助剂形成液相,使烧结过程由扩散传质变为粘滞流动,降低烧结活化所需要的能量,进而实现碳化硅耐磨材料的低温烧结。此方法虽简便易行,但若烧结助剂添加量过多,其在碳化硅耐磨材料中会形成空间网络结构,高温下使用时低共熔相发生软化,将弱化碳化硅耐磨材料的高温力学性能,且过多外来烧结助剂的引入将减小碳化硅耐磨材料的优良特性。在现有研究中,专利申请公布号为201110154829.3(申请日为2011.06.10)的专利 ...
【技术保护点】
一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,由复合原料和结合剂在还原气氛下烧结制成,所述复合原料由以下重量百分比的原料组成:68%~80%碳化硅,13.7%~21.1%硅源,5.4%~7.7%碳源,0.45%~1.68%催化剂,0.45%~1.72%烧结助剂;所述碳化硅由碳化硅颗粒和碳化硅微粉组成,二者质量比为(90~98):(2~10);所述结合剂的质量为所述复合原料总质量的2%~5%。
【技术特征摘要】
1.一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,由复合原料和结合剂在还原气氛下烧结制成,所述复合原料由以下重量百分比的原料组成:68%~80%碳化硅,13.7%~21.1%硅源,5.4%~7.7%碳源,0.45%~1.68%催化剂,0.45%~1.72%烧结助剂;所述碳化硅由碳化硅颗粒和碳化硅微粉组成,二者质量比为(90~98):(2~10);所述结合剂的质量为所述复合原料总质量的2%~5%。2.根据权利要求1所述的一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,所述碳化硅颗粒由大、中、小三组份颗粒组成,粒径分别为180~325µm、120~212µm、45~80µm;所述碳化硅微粉的粒径≤10µm。3.根据权利要求1所述的一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,所述的硅源为二氧化硅微粉、石英粉、硅溶胶中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,所述的碳源为石墨粉、活性炭、炭黑中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种原位生成碳化硅纤维结合碳化硅耐磨材料,其特征在于,所述的催化剂为Si-Fe合金粉、Ni粉、Fe粉、H3BO3、NaCl、NaF中的一种或几种。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:李文凤,黄庆飞,郭会师,侯永改,丁志静,谢育波,邹文俊,
申请(专利权)人:河南工业大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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