一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三维结构碳化铪‑钛硅碳复相陶瓷的制备方法，分别制备得到HfC陶瓷料浆、钛硅碳陶瓷料浆，然后将上述浆料装入3D打印设备进行3D打印，完成后经干燥处理，然后置于保护气氛中除去聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、聚乙烯醇，得到的HfC‑Ti3SiC2复相陶瓷坯体经烧结处理，得到三维结构碳化铪‑钛硅碳复相陶瓷。与现有技术相比，本发明专利技术提供了一种不仅工艺简单而且高效调控微观结构制备三维结构HfC‑Ti3SiC2复相陶瓷，实现了HfC和Ti3SiC2陶瓷的复合进而优化提高其力学和抗氧化性能，具有广阔的应用前景。

Fabrication of a three-dimensional Hafnium Carbide-Titanium-Silicon-Carbon Composite Ceramics

【技术实现步骤摘要】
一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法
本专利技术涉及复相陶瓷的制备方法，尤其是涉及一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法。
技术介绍
超高温陶瓷(Ultra-hightemperatureceramics，UHTCs)材料是一种新型的高温耐烧蚀的结构材料，其具有很高的熔点(>2000℃)，高的硬度和杨氏模量，在高温条件下具有高的强度，低的热膨胀系数以及具有较好的热物理化学稳定性，高的热导率和电导率。最重要其具有较好的抗烧蚀性能而被应用于超音速飞机和固体火箭的热结构部件，例如喷管，机翼前缘以及发动机的热端部件；同时还应用于高温电极和切削刀具，因此备受广泛的关注。超高温陶瓷大多是元素周期表中第Ⅳ族和Ⅴ族过渡金属元素的碳化物(HfC，ZrC，TaC，NbC)，硼化物(HfB2，ZrB2，TaB2)以及氮化物(HfN，ZrN)，以及一些难熔金属合金和碳/碳复合材料(Ta，W，Ir和C/C复合材料)。目前，碳化物是熔点最高且更耐高温的超高温陶瓷材料，尤其是HfC材料其熔点最高可达到3980℃，热膨胀系数仅为6.73×10-6/℃，密度与其他碳化物相比较为适中(ρ＝12.7g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维结构碳化铪‑钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法包括：将聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物溶于水中，加入碳化铪粉体后混合均匀；加入聚乙烯醇并通过球磨得到HfC陶瓷料浆；将聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物溶于水中，加入钛硅碳粉体后混合均匀；加入聚乙烯醇并通过球磨得到钛硅碳陶瓷料浆；将得到的HfC陶瓷料浆、钛硅碳陶瓷料浆装入3D打印设备，所述HfC陶瓷料浆作为中间芯材，所述钛硅碳陶瓷料浆作为外壳材料，进行3D打印，完成后经干燥处理，然后置于保护气氛中除去聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、聚乙烯醇，得到HfC‑Ti3SiC2复相陶瓷坯体；将上述复相陶瓷坯体进行烧结处理，得到三维结构碳化铪‑钛硅...

【技术特征摘要】
1.一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法包括：将聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物溶于水中，加入碳化铪粉体后混合均匀；加入聚乙烯醇并通过球磨得到HfC陶瓷料浆；将聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物溶于水中，加入钛硅碳粉体后混合均匀；加入聚乙烯醇并通过球磨得到钛硅碳陶瓷料浆；将得到的HfC陶瓷料浆、钛硅碳陶瓷料浆装入3D打印设备，所述HfC陶瓷料浆作为中间芯材，所述钛硅碳陶瓷料浆作为外壳材料，进行3D打印，完成后经干燥处理，然后置于保护气氛中除去聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、聚乙烯醇，得到HfC-Ti3SiC2复相陶瓷坯体；将上述复相陶瓷坯体进行烧结处理，得到三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物在水中的质量百分浓度为5-50wt.％，然后加入颗粒尺寸为100-1000nm碳化铪粉体。3.根据权利要求1或2所述的一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，加入的碳化铪粉体的体积百分浓度为30-80vol.％。4.根据权利要求1所述的一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，球磨制备HfC陶瓷料浆时，向料浆中加入质量百分比为1-8wt.％的聚乙烯醇，料浆与球石的质量比为1∶(5～15)，球磨机转速为200-500rpm，球磨时间控制为6-24h。5.根据权利要求1所述的一种三维结构碳化铪-钛硅碳复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物在水中的质量百分浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝巍，倪娜，肖巍伟，范晓慧，赵晓峰，郭芳威，肖平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31