【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合陶瓷，具体涉及一种碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法。
技术介绍
1、枪、炮、导弹是矛，防弹装甲是盾，在反暴力的斗争中和现代大规模战争中，防弹装甲可以减小伤亡，提高战斗力，增加胜利因素，因而研究和开发防弹装甲用防弹材料是十分必要的。
2、防弹材料的发展趋势是强韧化、轻量化、多功能和高效率，陶瓷材料作为防弹材料中重要的一支，具有高硬度、高耐磨性、高压缩强度的优点，而且能够在高应力下保持优良的弹道性能，目前常用的防弹陶瓷材料主要包括氧化铝、碳化硼和碳化硅。
3、氧化铝陶瓷为离子键化合物，化学键力强，熔点高，具有良好的抗氧化性和化学惰性，烧结制品具有表面光洁、尺寸稳定、价格低廉的优点，故广泛应用于各类装甲车辆和军警防弹服等，但是氧化铝的密度高，硬度和断裂韧性低，使其防弹性能相对来说较低；碳化硼是强共价键化合物，具有高的熔点和超常的硬度，还具有近于恒定的高温硬度以及良好的力学性能，此外，密度小，弹性模量高，抗冲击性强，使其成为军事装甲和空间领域材料方面的良好选择，但是韧性差，限制了其作为单相防护装甲的广泛应用；碳化硅的共价键极强，在高温下仍具有高强度的键合，这种结构特点赋予了碳化硅陶瓷优异的强度和抗冲击性、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、高热导率、良好的抗热震性等性能，但是韧性差，烧结温度高。
4、为了提高防弹陶瓷的综合性能，目前常用的方法为将陶瓷与其他材料进行复合，制成复合防弹陶瓷，对于碳化硼，最常用的方法为加入碳源，碳源包括金刚石、炭黑、有机碳等，其中，金刚石对碳化硼的硬度、韧性
5、为了解决上述问题，目前最常用的方法为在烧结时使用硅粉进行渗硅处理，渗硅处理中，硅与金刚石发生反应生成碳化硅，既解决了膨胀系数过大的问题，又能够将碳化硼与碳化硅进行复合，但是只能用于与硅粉的接触面为水平面的情况，对于与硅粉的接触面为非水平面，即复杂形状的复合防弹陶瓷，在渗硅处理时，硅粉不易固定，会导致渗硅不均匀和渗硅效率下降，从而导致了抗冲击性弱；如果使用硅板进行渗硅，则渗硅速度慢，导致烧结时间过长，也会导致在烧结时尺寸变化大。
6、中国专利cn115010496b公开了一种性能可控的b4c-金刚石复合材料的制备方法，步骤为：按质量比，碳化硼粉体：金刚石：酚醛树脂=0.8:(0.1-0.2):(0-0.1)，将三者湿混获得混合物料，烘干后研磨过筛，模压成型后，干燥碳化获得b4c-金刚石-c素坯；将b4c-金刚石-c素坯置于石墨坩埚中，上方铺单质硅粒，真空环境下升温至1450-1650℃，保温进行低温熔渗或高温熔渗，随炉冷却后制得高硬高耐磨b4c-金刚石复合材料(低温熔渗)，或高抗弯强度b4c-金刚石复合材料(高温熔渗)；但是上述制备方法制备的高硬高耐磨b4c-金刚石复合材料的硬度仍然较低，且防弹性能差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，制备的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的硬度高，韧性好，密度低，抗冲击性强，烧结时不易变形。
2、为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，由以下步骤组成：准备原料，混合，造粒，压制，烘干排胶，硅板压制，烧结，喷砂处理，检测；
4、所述准备原料，分别称取20-50重量份碳化硼、20-70重量份金刚石微粉、3-6重量份碳粉、10-20重量份酚醛树脂、10-30重量份甘油；
5、并称取纯净水，纯净水的用量为料粉重量的80%-100%；
6、所述碳化硼的粒径为10-90μm；
7、所述金刚石微粉的粒径为60-150μm；
8、所述混合，将称取的碳化硼、金刚石、碳粉、酚醛树脂、甘油、纯净水混合后，搅拌均匀，得到料浆；
9、所述造粒，将料浆进行喷雾造粒，喷雾造粒结束后使用60目筛网进行过筛，取筛下物为合格品，得到造粒粉体；
10、所述压制，将造粒粉体放在模具中，均匀布平，用15-30mpa的压强压制成型，压制成坯体；
11、所述坯体的密度为1.7-2.2g/cm3；
12、所述烘干排胶，将坯体放在烘干箱内，由室内温度缓慢升温至700-1200℃，控制升温时间为24h，然后恒温12h后，自然降温到30℃；
13、所述硅板压制，取硅粉与酚醛树脂混合后搅拌均匀，压制成硅板，控制硅板的重量是坯体重量的2.1-2.3倍，硅板的形状与坯体的渗硅面形状相同；
14、所述硅粉的硅含量大于99.5%，粒径为200目；
15、所述硅粉与酚醛树脂的质量比为100:10；
16、所述烧结，将硅板放置在坯体上，并置于真空炉中进行烧结，控制真空度小于150pa，烧结温度为1500-1700℃，烧结时间为26-28h，然后自然降温到80℃，得到烧结后的坯体；
17、所述喷砂处理，对烧结后的坯体进行表面喷砂，得到复合超硬防弹陶瓷；
18、所述检测，对复合超硬防弹陶瓷进行检测。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，制备的复合防弹陶瓷的维氏硬度为32-59gpa，弯曲强度为380-426mpa，断裂韧性为4.77-5.32mpa·m1/2，密度为2.7-3.05g/cm3，抗冲击性好，能防3枪子弹，凸现度≤35mm，防弹效果高于美国现行ⅳ级防弹标准，且还能够保证烧结时不易变形。
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1.一种碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：准备原料，混合，造粒，压制，烘干排胶，硅板压制，烧结，喷砂处理，检测；
2.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述准备原料，称取纯净水，纯净水的用量为料粉重量的80%-100%。
3.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述混合，将称取的碳化硼、金刚石、碳粉、酚醛树脂、甘油、纯净水混合后，搅拌均匀，得到料浆。
4.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒，将料浆进行喷雾造粒，喷雾造粒结束后使用60目筛网进行过筛，取筛下物为合格品，得到造粒粉体。
5.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述压制，将造粒粉体放在模具中，均匀布平，用15-30MPa的压强压制成型，压制成坯体；
6.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烘干排胶，将坯体放在烘干
7.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述硅板压制中，所述硅粉的硅含量大于99.5%，粒径为200目；
8.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结，将硅板放置在坯体上，并置于真空炉中进行烧结，控制真空度小于150Pa，烧结温度为1500-1700℃，烧结时间为26-28h，然后自然降温到80℃，得到烧结后的坯体。
9.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理，对烧结后的坯体进行表面喷砂，得到复合超硬防弹陶瓷；
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：准备原料，混合，造粒，压制，烘干排胶，硅板压制，烧结，喷砂处理，检测；
2.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述准备原料，称取纯净水，纯净水的用量为料粉重量的80%-100%。
3.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述混合，将称取的碳化硼、金刚石、碳粉、酚醛树脂、甘油、纯净水混合后，搅拌均匀，得到料浆。
4.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒，将料浆进行喷雾造粒，喷雾造粒结束后使用60目筛网进行过筛，取筛下物为合格品，得到造粒粉体。
5.根据权利要求1所述的碳化硼结合金刚石复合超硬防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述压制，将造粒粉体放在模具中，均匀布平，用15-30mp...
【专利技术属性】
技术研发人员：王东龙，张媛媛，孙俊艳，刘同文，于海培，王汝江，
申请(专利权)人：山东金鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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