添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料及其制备方法。所述刀具材料原料组分质量百分比为：石墨烯包覆氧化铝4.5～30％，氧化镁0.2～1％，钼0.5～5％，镍0.5～5％，其余为微米氧化铝。本发明专利技术还提供了上述陶瓷刀具材料的制备方法。本发明专利技术有效的解决了石墨烯在氧化铝基陶瓷材料中易发生团聚的问题，使石墨烯能够均匀、稳定的分散在氧化铝陶瓷基体中，使得氧化铝基陶瓷刀具材料综合性能显著提高。

Alumina based ceramic tool material and preparation method with graphite coated alumina composite powder

The invention relates to a alumina based ceramic tool material with graphite coated alumina composite powder and a preparation method. The mass percentage of the raw material components of the cutting tool material is: graphene coated alumina 4.5 to 30%, Magnesium Oxide 0.2 to 1%, molybdenum 0.5 to 5%, nickel 0.5 to 5%, and the rest is micron alumina. The invention also provides a preparation method of the ceramic tool material. The invention effectively solves the problem of agglomeration of graphene in alumina based ceramic materials, and enables graphene to disperse uniformly and steadily in alumina ceramic matrix, so that the comprehensive performance of alumina based ceramic tool materials is significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料及其制备方法
本专利技术涉及一种添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料制备方法,属于氧化铝基陶瓷刀具材料

技术介绍
氧化铝基陶瓷刀具材料由于具有硬度高、耐磨性好、耐高温、化学性能稳定以及与金属的亲和力低等优点，因而在高速切削加工方面具有其他刀具材料无法比拟的优势。此外，氧化铝基陶瓷刀具材料在硬态切削中表现出比传统刀具材料更好的切削性能，因此被视为具有发展潜力的刀具材料。然而，氧化铝基陶瓷刀具材料固有的脆性极大地限制了其作为一种优秀的陶瓷刀具材料的发展。因此,对氧化铝基陶瓷刀具材料进行增韧补强是研究该领域的热点之一。近年来，纳米复合陶瓷材料已受到众多研究者的广泛关注。在陶瓷基体中加入适量的纳米颗粒，可以提高复合材料的力学性能。石墨烯，英文名Graphene，是由单层碳原子通过共价键结合而成的具有规则六方对称结构的理想二维晶体。由于独特的二维结构以及优异的晶体品质，石墨烯拥有许多优异的性能，如极高的电子迁移率、极大的比表面积和极高的导热率。单层石墨烯的理论厚度仅为0.335nm，是世界上最薄且最坚固的材料，它的强度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料，原料组分质量百分比如下：石墨烯包覆氧化铝复合粉体，以干重计，4.5～30％，氧化镁0.2～1％，钼0.5～5％，镍0.5～5％，其余为微米氧化铝；其中，所述石墨烯包覆氧化铝复合粉体是按以下方法制备的：先将焙烧过的氧化铝粉体用双氧水处理，然后用氨基硅烷偶联剂进行氨基表面改性，将制得的氨基表面改性的氧化铝粉体加入到去离子水中，超声分散，调节pH值，使得到的氨基表面改性的氧化铝悬浮液呈正电性；向氧化石墨烯的去离子水分散液中滴加氨水溶液调节pH值，使得到的氧化石墨烯分散液呈负电性；将以上所述氨基表面改性的氧化铝悬浮液在超声及搅拌条件下滴入所述的氧...

【技术特征摘要】
1.一种添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料，原料组分质量百分比如下：石墨烯包覆氧化铝复合粉体，以干重计，4.5～30％，氧化镁0.2～1％，钼0.5～5％，镍0.5～5％，其余为微米氧化铝；其中，所述石墨烯包覆氧化铝复合粉体是按以下方法制备的：先将焙烧过的氧化铝粉体用双氧水处理，然后用氨基硅烷偶联剂进行氨基表面改性，将制得的氨基表面改性的氧化铝粉体加入到去离子水中，超声分散，调节pH值，使得到的氨基表面改性的氧化铝悬浮液呈正电性；向氧化石墨烯的去离子水分散液中滴加氨水溶液调节pH值，使得到的氧化石墨烯分散液呈负电性；将以上所述氨基表面改性的氧化铝悬浮液在超声及搅拌条件下滴入所述的氧化石墨烯分散液中，滴加完后离心，烘干，然后在300～800℃进行高温还原处理，得石墨烯包覆氧化铝复合粉体。2.如权利要求1所述的添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料，其特征在于，所述原料组分质量百分比为石墨烯包覆氧化铝复合粉体以干重计4.5～30％，氧化镁0.2～1％，钼0.5～5％，镍0.5～5％，其余为微米氧化铝。3.如权利要求1所述的添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料，其特征在于，所述氧化铝的粒径为0.5～1μm，氧化镁的粒径为1～3μm，钼的粒径为25～50μm，镍的粒径为25～50μm。4.一种权利要求1-3任一项所述的添加石墨烯包覆氧化铝复合粉体的氧化铝基陶瓷刀具材料的制备方法，包括步骤：(1)将氧化铝粉体在500～1000℃下焙烧6～12h，冷却至室温后加入到双氧水中，超声搅拌35～55min，离心、洗涤、干燥；将处理过的氧化铝粉体加入到无水乙醇与去离子水的混合溶液中，向其中缓慢滴加氨基硅烷偶联剂，同时滴加冰乙酸或氨水调节体系的pH值；滴加完成后超声10～30min，然后在温度60～120℃下搅拌处理5～12h，经离心、洗涤，干燥后得到氨基表面改性的氧化铝粉体；将制得的氨基表面改性的氧化铝粉体加入到去离子水中，超声分散10～30min，得到氨基表面改性的氧化铝悬浮液，向其中滴加稀盐酸溶液调节悬浮液的pH值，使上述悬浮液呈正电性；(2)将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散60～120min，得到氧化石墨烯分散液，向其中滴加氨水溶液调节氧化石墨烯分散液的pH值，使得氧化石墨烯分散液呈负电性；(3)将步骤(1)中制得的氨基表面改性的氧化铝悬浮液在超声及搅拌条件下缓慢滴入步骤(2)中制得的氧化石墨烯分散液中，滴加完后离心，烘干，即得到氧化石墨烯包覆氧化铝复合粉体；将得到的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：许崇海，胡洋洋，衣明东，肖光春，陈照强，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37