高强度仿生陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度仿生陶瓷及其制备方法，属于陶瓷制备领域。该方法包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨6～8h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为10～20min；于400～600℃条件下烧结1～2h，快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2‑丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2～3h，冷却，即可。本发明专利技术加入松木碎屑可以使晶须再生长，提高强度和断裂韧性。而预先低温可以减少陶瓷产生裂纹，提高陶瓷的使用性能。

【技术实现步骤摘要】
高强度仿生陶瓷及其制备方法
本专利技术属于陶瓷制备领域，尤其涉及一种高强度仿生陶瓷及其制备方法。
技术介绍
陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。氮化硅陶瓷，是一种烧结时不收缩的无机材料陶瓷。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。具有高强度、低密度、耐高温等性质。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高强度仿生陶瓷及其制备方法，该陶瓷的强度和断裂韧性较强。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅30～40份、松木碎屑1～5份、玉米秸秆1～5份、二月桂酸二丁基锡20～40份、钛粉10～30份、氧化铝12～15份、氟化铝10～12份、氧化铜3～5份和1,2-丙二醇碳酸酯20～30份。作为优选，高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅35份、松木碎屑3份、玉米秸秆3份、二月桂酸二丁基锡30份、钛粉20份、氧化铝13份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。作为优选，高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅30份、松木碎屑1份、玉米秸秆1份、二月桂酸二丁基锡20份、钛粉10份、氧化铝12份、氟化铝10份、氧化铜3份和1,2-丙二醇碳酸酯20份。作为优选，高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅40份、松木碎屑5份、玉米秸秆5份、二月桂酸二丁基锡40份、钛粉30份、氧化铝15份、氟化铝12份、氧化铜5份和1,2-丙二醇碳酸酯30份。作为优选，高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅33份、松木碎屑3份、玉米秸秆4份、二月桂酸二丁基锡33份、钛粉23份、氧化铝14份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨6～8h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为10～20min；于400～600℃条件下烧结1～2h，快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2～3h，冷却，即可。作为优选，所述氧化铝的粒径为10～20μm。作为优选，所述氟化铝的粒径为5～10μm。作为优选，快速冷却是以10～20℃/min的降温速度冷却的。本专利技术加入松木碎屑可以使晶须再生长，提高强度和断裂韧性。而预先低温可以减少陶瓷产生裂纹，提高陶瓷的使用性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细介绍。实施例1高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅35份、松木碎屑3份、玉米秸秆3份、二月桂酸二丁基锡30份、钛粉20份、氧化铝13份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨7h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为15min；于400～600℃条件下烧结1.2h，以15℃/min的降温速度快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2.3h，冷却，即可。实施例2高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅30份、松木碎屑1份、玉米秸秆1份、二月桂酸二丁基锡20份、钛粉10份、氧化铝12份、氟化铝10份、氧化铜3份和1,2-丙二醇碳酸酯20份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨8h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为10min；于400～600℃条件下烧结1h，以10℃/min的降温速度快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2h，冷却，即可。实施例3高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅40份、松木碎屑5份、玉米秸秆5份、二月桂酸二丁基锡40份、钛粉30份、氧化铝15份、氟化铝12份、氧化铜5份和1,2-丙二醇碳酸酯30份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨6h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为20min；于400～600℃条件下烧结2h，以20℃/min的降温速度快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结3h，冷却，即可。实施例4高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅33份、松木碎屑3份、玉米秸秆4份、二月桂酸二丁基锡33份、钛粉23份、氧化铝14份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、松木碎屑、玉米秸秆混合，球磨6～8h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为18min；于400～600℃条件下烧结1.5h，以17℃/min的降温速度快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2.5h，冷却，即可。对照例1与实施例1的区别在于：未加松木碎屑。高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅35份、玉米秸秆3份、二月桂酸二丁基锡30份、钛粉20份、氧化铝13份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氮化硅、玉米秸秆混合，球磨7h；加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀；压制成型，压力为300～600MPa，时间为15min；于400～600℃条件下烧结1.2h，以15℃/min的降温速度快速冷却，粉碎；加入钛粉、氧化铝、氟化铝、氧化铜、1,2-丙二醇碳酸酯，混合均匀；于800～1000℃条件下烧结2.3h，冷却，即可。对照例2与实施例2的区别在于：未经预先低温处理。高强度仿生陶瓷，包括以下重量份计的原料：氮化硅30份、松木碎屑1份、玉米秸秆1份、二月桂酸二丁基锡20份、钛粉10份、氧化铝12份、氟化铝10份、氧化铜3份和1,2-丙二醇碳酸酯20份。所述氧化铝的粒径为10～20μm，氟化铝的粒径为5～10μm。高强度仿生陶瓷的制备方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高强度仿生陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氮化硅30～40份、松木碎屑1～5份、玉米秸秆1～5份、二月桂酸二丁基锡20～40份、钛粉10～30份、氧化铝12～15份、氟化铝10～12份、氧化铜3～5份和1,2‑丙二醇碳酸酯20～30份。

【技术特征摘要】
1.高强度仿生陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氮化硅30～40份、松木碎屑1～5份、玉米秸秆1～5份、二月桂酸二丁基锡20～40份、钛粉10～30份、氧化铝12～15份、氟化铝10～12份、氧化铜3～5份和1,2-丙二醇碳酸酯20～30份。2.根据权利要求1所述的高强度仿生陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氮化硅35份、松木碎屑3份、玉米秸秆3份、二月桂酸二丁基锡30份、钛粉20份、氧化铝13份、氟化铝11份、氧化铜4份和1,2-丙二醇碳酸酯22份。3.根据权利要求1所述的高强度仿生陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氮化硅30份、松木碎屑1份、玉米秸秆1份、二月桂酸二丁基锡20份、钛粉10份、氧化铝12份、氟化铝10份、氧化铜3份和1,2-丙二醇碳酸酯20份。4.根据权利要求1所述的高强度仿生陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氮化硅40份、松木碎屑5份、玉米秸秆5份、二月桂酸二丁基锡40份、钛粉30份、氧化铝15份、氟化铝12份、氧化铜5份和1,2-丙二醇碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆福萍，
申请(专利权)人：南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32