一种复合金属陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于金属陶瓷材料技术领域，具体的涉及一种复合金属陶瓷材料及其制备方法，解决了传统的复合金属陶瓷材料中的金属离子在陶瓷材料中的分散性较差的问题，该种复合金属陶瓷材料，包括粘结剂和硬质相，粘结剂为10

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属陶瓷材料
，具体涉及一种复合金属陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。陶瓷材料包括玻璃如工业玻璃；特种陶瓷材料如电容器；金属陶瓷材料等，金属陶瓷材通常具备较高的机械强度，为普通陶瓷的几倍以上；同时金属陶瓷材料还具有耐磨性好的特点，硬度高的特点；除此以外，金属陶瓷材料还具有耐高温性能好、耐蚀性好、绝缘性好的特点；
[0003]目前，复合金属陶瓷材料中的金属离子在陶瓷材料中的分散性较差，导致了陶瓷材料的硬度和断裂强度较低，实用性大大降低。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]本专利技术的目的是提供一种复合金属陶瓷材料及其制备方法，解决了复合金属陶瓷材料中的金属离子在陶瓷材料中的分散性较差的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种复合金属陶瓷材料，包括粘结剂和硬质相，所述粘结剂为10
‑
20份的Mo
‑
Zr/CNT复合材料，所述硬质相为80
‑
100份的CoB粉末。
[0008]一种复合金属陶瓷材料，所述Mo
‑
Zr/CNT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、将Mo(NO3)6·
6H2O和ZrCl4溶解在二甲基甲酰胺中，然后将2
‑
甲基咪唑鎓加入到溶液中，在室温下搅拌10min后，将反应混合物在烘箱中保持在160℃下24h，用乙醇洗涤2次后，Mo基MOF/ZrO2；
[0010]S2、将得到的Mo基MOF/ZrO2在烘箱中在70℃下干燥12h，然后，将所得产物在氩气/氢气气氛95％Ar，5％H2中，在700℃下煅烧2h，得到Mo
‑
Zr/CNT；
[0011]S3、将得到的Mo
‑
Zr/CNT与Ti(C,N)粉末混合物充分混合，并通过在装有不锈钢球和乙醇作为介质的全行星球磨机小瓶中湿混合15h，转速为150r/min，在70℃下干燥并通过100目筛得到混合粉末；
[0012]S4、将得到的混合粉末置于真空热压烧结炉中烧结，烧结温度温度范围为1450
‑
1650℃，室温到800℃的加热速率为10℃/min，800℃到烧结温度的加热速率为6.25℃/min，当温度达到900℃时，开始施加双轴压力，当温度达到设定的最高温度时，压力同时升至34MPa，保持温度和压力30min后，样品在炉中冷却，即得成品。
[0013]优选的，所述步骤S1中Mo(NO3)6·
6H2O、ZrCl4、二甲基甲酰胺和2
‑
甲基咪唑鎓的质量比为400
‑
500∶180
‑
220∶130
‑
160∶3
‑
6。
[0014]优选的，所述步骤S3中Mo基MOF/ZrO2和Ti(C，N)粉末混合物的质量比为100
‑
300∶
50
‑
150。
[0015]一种复合金属陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)按组分称取上述物料，将Mo
‑
Zr/CNT复合材料和CoB粉末放入全方位行星球磨机中湿混球磨15h，球磨机转速为150r/min，混料介质为8mm和4mm直径的不锈钢球，球料比为15：1，得到粗品；
[0017](2)将得到的粗品放入真空干燥箱中干燥后，放入圆柱形石墨模具中，再放入真空热压烧结炉中，真空度为1
×
10
‑2Pa
‑1×
10
‑3Pa，先进行预压，压强为7MPa，再逐渐升温至1450℃
‑
1650℃进行加压烧结，其中在1000℃致设定温度区间，施加双向压力，直到保温阶段升压到34MPa，保温保压30min后随炉冷却，即得成品。
[0018](三)与现有技术相比，本专利技术方法的有益效果是：
[0019](1)本专利技术技术方案中，通过Mo(NO3)6·
6H2O和ZrCl4溶解在二甲基甲酰胺中获得mof材料，mof材料煅烧得到Mo
‑
Zr/CNT复合材料，其中Mo
‑
Zr被碳纳米管约束，提高了Mo
‑
Zr的分散和减小了Mo
‑
Zr的晶粒尺寸，碳纳米管具有增韧作用，小颗粒的Mo
‑
Zr增强了碳纳米管与陶瓷之间的致密性，所以以Mo
‑
Zr/CNT作为粘合剂合成了碳纳米管复合陶瓷材料，致密度高、分布均匀，硬度及断裂韧度高。
[0020](2)本专利技术构思新颖，Mo
‑
Zr/CNT作为粘合剂的CNT
‑
CoB复合金属陶瓷材料，具有纯度高、致密度高、分布均匀，硬度及断裂韧度高、高温性能优异、工艺方法简单，原料成本低，易于实现产业化等优点。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]一种复合金属陶瓷材料，包括粘结剂和硬质相，所述粘结剂为10份的Mo
‑
Zr/CNT复合材料，所述硬质相为80份的CoB粉末。
[0024]Mo
‑
Zr/CNT复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1、将Mo(NO3)6·
6H2O和ZrCl4溶解在二甲基甲酰胺中，然后将2
‑
甲基咪唑鎓加入到溶液中，在室温下搅拌10min后，将反应混合物在烘箱中保持在160℃下24h，用乙醇洗涤2次后，Mo基MOF/ZrO2，Mo(NO3)6·
6H2O、ZrCl4、二甲基甲酰胺和2
‑
甲基咪唑鎓的质量比为400∶180∶130∶3；
[0026]S2、将得到的Mo基MOF/ZrO2在烘箱中在70℃下干燥12h，然后，将所得产物在氩气/氢气气氛95％Ar，5％H2中，在700℃下煅烧2h，得到Mo
‑
Zr/CNT；
[0027]S3、将得到的Mo
‑
Zr/CNT与Ti(C,N)粉末混合物充分混合，并通过在装有不锈钢球和乙醇作为介质的全行星球磨机小瓶中湿混合15h，转速为150r/min，在70℃下干燥并通过100目筛得到混合粉末，Mo基MOF/ZrO2和Ti(C,N)粉末混合物的质量比为100：50；
[0028]S4、将得到的混合粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合金属陶瓷材料，包括粘结剂和硬质相，其特征在于：所述粘结剂为10
‑
20份的Mo
‑
Zr/CNT复合材料，所述硬质相为80
‑
100份的CoB粉末；所述Mo
‑
Zr/CNT复合材料是通过ZIF
‑
67/ZrO2与Ti(C,N)混合粉末在氩气/氢气气氛下，经高温煅烧获得，所述ZIF
‑
67/ZrO2是通过将Mo(NO3)6·
6H2O和ZrCl4首先溶解在二甲基甲酰胺中，再将2
‑
甲基咪唑鎓加入到溶液中反应，反应混合物经160℃烘干，醇洗2次后得到。2.根据权利要求1所述的一种复合金属陶瓷材料，其特征在于，所述Mo
‑
Zr/CNT复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将Mo(NO3)6·
6H2O和ZrCl4溶解在二甲基甲酰胺中，然后将2
‑
甲基咪唑鎓加入到溶液中，在室温下搅拌10min后，将反应混合物在烘箱中保持在160℃下24h，用乙醇洗涤2次后，ZIF
‑
67/ZrO2；S2、将得到的ZIF
‑
67/ZrO2在烘箱中在70℃下干燥12h，然后，将所得产物在氩气/氢气气氛95％Ar，5％H2中，在700℃下煅烧2h，得到Mo
‑
Zr/CNT；S3、将得到的Mo
‑
Zr/CNT与Ti(C,N)粉末混合物充分混合，并通过在装有不锈钢球和乙醇作为介质的全行星球磨机小瓶中湿混合15h，转速为150r/min，在70℃下干燥并通过100目筛得到混合粉末；S4、将得到的混合粉末置于真空热压烧结炉中烧结，烧结温度温度范围为1450
‑
1650℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林淑贞，蔡晓娟，
申请(专利权)人：江苏砺彩砂品新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：