一种陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷技术领域，具体涉及一种陶瓷材料及其制备方法。本发明专利技术提供的陶瓷材料，包括如下原料：AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种；或者，AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种；或者，AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种；或者，AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至少含有3种不同原料，所述氧化物选自上述氧化物中的至少1种，所述单质选自上述单质中的至少1种。通过上述粉体的相互掺杂，制备的陶瓷材料热导率随温度升高而升高，具有热导率正温度效应。效应。效应。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷
，具体涉及一种陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的一种材料，随着社会技术的不断发展，陶瓷材料的发展非常迅速，其所采用的原料已不单单是天然矿物或黏土，很多经人工提纯、合成的化工材料也被列为可选原料，包括一些无机非金属材料。现在的陶瓷材料成为继金属材料、高分子材料后最有潜力的发展材料之一，其具有高熔点、高导热性、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，应用前景广阔。
[0003]陶瓷材料由于其良好的导热性在控温散热等领域有着广泛的应用，但现有的陶瓷材料随着温度升高，热导率会逐渐降低或趋于稳定，影响陶瓷材料高温散热效率，大大限制了陶瓷材料的应用范围，目前还没有研究报道具有热导率正温度效应的陶瓷材料。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中陶瓷材料随温度升高其热导率逐渐降低或趋于稳定的缺陷，从而提供一种热导率正温度效应陶瓷材料及其制备方法。
[0005]本专利技术提供一种陶瓷材料，包括如下原料：
[0006]AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种；
[0007]或者，AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种；
[0008]或者，AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种；
[0009]或者，AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至少含有3种不同原料，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少1种，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少1种。
[0010]可选的，所选的原料为粉体。
[0011]优选的，当原料选自AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种时，AlN与氮化物的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；
[0012]当原料选自AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种时，AlN与单质的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；
[0013]当原料选自AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种时，AlN与氧化物的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；
[0014]当原料选自AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至少含有3种不同原料，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少1种，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少1种时，氧化物和单质的总质量与AlN的质量比为(50
‑
99)：(1
‑
50)。
[0015]优选的，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、CrN、TiN、BN和Si3N4，所述AlN、CrN、TiN、BN和Si3N4的质量比为1：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)。
[0016]优选的，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、Cr、Ti、Zr、V、Ni、B和Si，所述AlN、Cr、
Ti、Zr、V、Ni、B、Si的质量比为1：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
1)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)。
[0017]优选的，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3和SiO2，所述AlN、VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2的质量比为1：(0.2
‑
1)：(0.2
‑
1)：(0.2
‑
1)：(0.2
‑
1)：(0.2
‑
1)：(0.2
‑
1)。
[0018]优选的，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、CrN、TiN、ZrN和BN，所述AlN、CrN、TiN、ZrN、BN的质量比为1：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)。
[0019]优选的，所述的陶瓷材料为具有热导率正温度效应的陶瓷材料。
[0020]本专利技术提供一种上述所述的陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]1)按配方比例称取各原料，然后将其混合后研磨，得到混合粉体；
[0022]2)将混合粉体装入模具进行烧结，得到所述陶瓷材料。
[0023]优选的，步骤1)中所述研磨转速为20
‑
1000r/min，研磨时间为0.5
‑
80h，研磨气氛为空气、真空、氮气或氩气；
[0024]步骤2)中所述模具的材质选自高纯石墨、碳碳复合材料、金刚石中的一种；
[0025]步骤2)中所述烧结为气压烧结或热压烧结。
[0026]可选的，研磨方式为球磨，球料比为(2
‑
50):1。
[0027]可选的，所述球磨得球磨罐和磨球的材质可以为玛瑙、氮化硅、烧结刚玉、氧化锆、铬钢、和尼龙等材料；所述球磨的润滑剂为无水乙醇。
[0028]优选的，步骤2)中所述烧结为热压烧结，烧结温度为800
‑
2000℃，烧结压力为0.1
‑
60MPa，保温时间为0.1
‑
12h；
[0029]所述烧结的升温速率为0.5
‑
25℃/min；
[0030]所述烧结的烧结气氛为空气、真空、氮气或氩气；
[0031]步骤2)中所述烧结步骤之前还包括对装入模具的混合粉体进行预压的步骤。可选的，预压的压力为0.1
‑
40MPa，预压方式可选但不限于使用液压机进行预压。
[0032]可选的，烧结结束后自然冷却到室温。
[0033]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0034](1)本专利技术提供的陶瓷材料，包括如下原料：AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种；或者，AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种；或者，AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种；或者，AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷材料，其特征在于，包括如下原料：AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种；或者，AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种；或者，AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种；或者，AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至少含有3种不同原料，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少1种，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少1种。2.根据权利要求1所述的陶瓷材料，其特征在于，当原料选自AlN与氮化物，所述氮化物选自VN、TiN、ZrN、CrN、BN、Si3N4中的至少3种时，AlN与氮化物的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；当原料选自AlN与单质，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少3种时，AlN与单质的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；当原料选自AlN与氧化物，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少3种时，AlN与氧化物的质量比为(1
‑
50)：(50
‑
99)；当原料选自AlN、氧化物和单质，所述氧化物和单质至少含有3种不同原料，所述氧化物选自VO2、TiO2、ZrO2、Cr2O3、B2O3、SiO2中的至少1种，所述单质选自V、Ti、Zr、Cr、Ni、B、Si中的至少1种时，氧化物和单质的总质量与AlN的质量比为(50
‑
99)：(1
‑
50)。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、CrN、TiN、BN和Si3N4，所述AlN、CrN、TiN、BN和Si3N4的质量比为1：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)。4.根据权利要求1或2所述的陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料包括如下原料：AlN、Cr、Ti、Zr、V、Ni、B和Si，所述AlN、Cr、Ti、Zr、V、Ni、B、Si的质量比为1：(0.5
‑
2)：(0.5
‑
2)：(0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：杨治华，赵哲，周国相，贾德昌，周玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：