【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，涉及聚合物前驱体衍生陶瓷。
技术介绍
1、材料在高温环境下的摩擦磨损是制约机械装备低能耗、长寿命稳定服役的关键所在。良好的润滑是延长机械装备工作寿命和提升运行可靠性的保障。随着现代工业和航空航天事业的蓬勃发展，机械运动部件面临使役温度更高，应用环境更为苛刻的问题，陶瓷材料因其优异的热稳定性和耐高温性能成为1000℃以上传动运动部件的主要候选材料之一。其中聚合物陶瓷前驱体法转化的硅硼碳氮(sibcn)陶瓷材料，具有较高的组织稳定性、高温抗氧化性及抗蠕变等性能，耐温可达2000℃，但存在硬度大、韧性差的缺陷，通过引入化学元素增强陶瓷的韧性，但是基于粉末冶金路线，采用金属粉体与陶瓷粉体混合制备复相陶瓷的方法通常存在金属相在陶瓷基体中分布不均匀、晶粒粗大等问题，影响陶瓷材料的韧性和润滑性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，解决了现有技术中基于粉末冶金路线，金属相在陶瓷基体中分布不均匀、晶粒粗大的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：包括以下步骤，
3、(1)sibcn陶瓷粉体的制备
4、在氮气氛围中，将聚合物陶瓷前驱体聚硼硅氮烷固化、裂解，制得sibcn陶瓷粉体；
5、(2)聚乙烯醇铜的制备
6、将聚乙烯醇溶于100℃水后加入cucl2水溶液进行螯合，形成聚乙烯醇铜；
7、(3)cu-sibcn复相材料
8、上述sibcn陶瓷粉体先进行粉碎、球磨后，加入上述聚乙烯醇铜溶液，进行混合球磨，干燥后进行压制、烧结，得到cu-si bcn复相材料。
9、作为进一步地优选，所述步骤(1)中，固化工艺为氮气氛围下，150℃，200℃，250℃各保温1h，升温速率为3℃/min，裂解条件是氮气氛围中，温度1000～1200℃，保温0.5～2h进行裂解。
10、聚合物陶瓷前驱体聚硼硅氮烷1000℃裂解后得到的si bcn呈无定型态，元素组成为si0.64bc0.78n1.53o0.25。
11、作为进一步地优选，所述步骤(2)中，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为99％，所述聚乙烯醇溶于水后形成的水溶液中，所述聚乙烯醇的质量分数是6.5～10％。
12、作为进一步地优选，所述步骤(2)中，cucl2水溶液中cucl2的质量分数是10％～25％。
13、作为进一步地优选，所述烧结包括热压烧结、放电等离子体烧结、超高压烧结或热等静压烧结。
14、作为进一步地优选，所述热压烧结的工艺条件：在室温条件下，升温速率1～2℃/min升至600℃后保温2h，后采用10℃/min速率升温至目标烧结温度1300～1600℃，烧结压力为30～50mpa，烧结时间为30～120min，保护气氛为氮气。
15、作为进一步地优选，所述cu-sibcn复相材料中cu质量分数5～30wt％。
16、作为进一步地优选，所述步骤(3)中，sibcn陶瓷粉体球磨条件，球料比6:1-7:1，转速200r/min，球磨时间15-18h；混合球磨条件，加入球料比6:1，转速200-210r/min，球磨时间1-1.5h。
17、作为进一步地优选，步骤(3)的干燥条件，真空度为-0.09mpa、温度45～50℃条件下，旋转蒸发除去粉体体系内的水。
18、本专利技术的有益效果，将cu以有机聚合物的形式引入，实现与s ibcn粉体的有机-无机杂化，cu在si bcn陶瓷中的均匀分布。聚乙烯醇铜具有分散剂和粘接剂的作用，利于烧结成型实现均匀分布和致密化，裂解后可原位生成cu，避免了cu元素的局部富集，利于提高陶瓷综合性能，也利于烧结成型实现均匀分布和致密化。选用聚乙烯醇铜作为粘结剂，与通常选择的有机聚合物粘结剂相比，具有逸出产物减少，降低孔隙率，提高陶瓷产率的优势。
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1.原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，固化工艺为氮气氛围下，150℃，200℃，250℃各保温1h，升温速率为3℃/min，裂解条件是氮气氛围中，温度1000～1200℃，保温0.5～2h进行裂解。
3.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为99％，所述聚乙烯醇溶于水后形成的水溶液中，所述聚乙烯醇的质量分数是6.5～10％。
4.根据权利要求3所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，CuCl2水溶液中CuCl2的质量分数是10％～25％。
5.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括热压烧结、放电等离子体烧结、超高压烧结或热等静压烧结。
6.根据权利要求5所述的原位生成Cu的C
7.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述Cu-SiBCN复相材料中Cu质量分数5～30wt％。
8.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，SiBCN陶瓷粉体球磨条件：球料比6:1～7:1，转速200r/min，球磨时间15～18h；混合球磨条件：球料比6:1，转速200～210r/min，球磨时间1～1.5h。
9.根据权利要求1所述的原位生成Cu的Cu-SiBCN复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的干燥条件，真空度为-0.09MPa、温度45～50℃条件下，旋转蒸发除去粉体体系内的水。
...【技术特征摘要】
1.原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，固化工艺为氮气氛围下，150℃，200℃，250℃各保温1h，升温速率为3℃/min，裂解条件是氮气氛围中，温度1000～1200℃，保温0.5～2h进行裂解。
3.根据权利要求1所述的原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为99％，所述聚乙烯醇溶于水后形成的水溶液中，所述聚乙烯醇的质量分数是6.5～10％。
4.根据权利要求3所述的原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，cucl2水溶液中cucl2的质量分数是10％～25％。
5.根据权利要求1所述的原位生成cu的cu-sibcn复相材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括热压烧结、放电等离子体烧结、超高压烧结或热等静压烧结。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁艳，郝俊英，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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