一种短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法技术

本发明专利技术提供一种短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，涉及短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料技术领域，包括以下步骤：S1：将短切碳纤维与陶瓷基体粉体按预定比例进行干混，使短切碳纤维初步均匀分布于陶瓷基体粉体中；S2：将干混后的碳纤维与陶瓷基体粉体通过湿法混合，在液体介质中进行球磨或均质处理，使其充分分散，得到混合浆料，本发明专利技术中，通过在短切碳纤维的表面进行氧化处理、酸洗处理或金属涂覆工艺，使得碳纤维与陶瓷基体之间的界面结合力得到了显著提升，碳纤维在陶瓷基体中均匀分散，避免了碳纤维的团聚问题，增强了材料的力学性能，包括抗压强度、抗弯强度以及抗热震性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料，尤其涉及一种短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法。

技术介绍

1、陶瓷基坩埚材料广泛用于高温熔炼、化学反应和材料提纯等工艺中，通常需要在高温、高压、化学腐蚀等恶劣条件下使用。传统的陶瓷基坩埚材料主要以单一陶瓷材料为基础，如氧化铝、碳化硅、氧化锆等。这些材料虽然具有良好的耐高温和抗化学腐蚀能力，但其脆性较大，力学性能尤其是抗热震性能相对较差，在频繁的温度急剧变化中容易产生裂纹，导致材料破损。此外，在高温条件下，陶瓷材料的热膨胀系数较高，易产生热应力，进一步加剧了材料的损坏风险，传统的坩埚制备工艺中，陶瓷基体与增强纤维的结合通常缺乏有效的界面处理工艺，碳纤维等增强材料在陶瓷基体中的分布不均匀，容易形成团聚区，导致局部材料性能失衡，进而影响整体坩埚的力学性能。由于传统工艺中混合与成型过程中的工艺控制较为粗糙，材料在后续的烧结过程中易出现烧结不均、微裂纹和孔隙缺陷，尤其是在高温烧结时，由于未能进行精确的温度控制，材料的烧结密度不够，微观结构不稳定，导致最终产品的使用寿命缩短。此外，传统坩埚表面处理工艺有限，无法有效增强材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：所述S1中的短切碳纤维与陶瓷基体粉体的质量比例为1:99至30:70，其中短切碳纤维的长度为3毫米至15毫米、直径为5微米至10微米，且碳纤维的表面经过处理，所述表面处理包括氧化处理、酸洗处理或通过化学沉积涂覆金属涂层，所述金属涂层材料选自镍、钛或铜，所述S2中的湿法混合过程中，使用的液体介质为去离子水、乙醇或丙酮，混合时间为1至4小时，球料比为1:2至1:6，在此过程中加入分散剂，所述分散剂的质量为混合浆料总质量的0.1％至2％...

【技术特征摘要】

1.一种短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：所述s1中的短切碳纤维与陶瓷基体粉体的质量比例为1:99至30:70，其中短切碳纤维的长度为3毫米至15毫米、直径为5微米至10微米，且碳纤维的表面经过处理，所述表面处理包括氧化处理、酸洗处理或通过化学沉积涂覆金属涂层，所述金属涂层材料选自镍、钛或铜，所述s2中的湿法混合过程中，使用的液体介质为去离子水、乙醇或丙酮，混合时间为1至4小时，球料比为1:2至1:6，在此过程中加入分散剂，所述分散剂的质量为混合浆料总质量的0.1％至2％。

3.根据权利要求1所述的短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：所述s3中的干燥步骤采用喷雾干燥或真空干燥工艺进行，喷雾干燥温度为80℃至150℃，干燥时间为1至5小时，所得干燥粉末的含水率低于1％，且具有均匀的颗粒流动性，所述s4中的冷压成型步骤的压力范围为100兆帕至400兆帕，成型时间为5分钟至15分钟，成型过程中加入成型剂，所述成型剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或其他可分解的有机助剂，所述成型剂的质量为混合物总质量的0.5％至5％。

4.根据权利要求1所述的短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：所述s5中的脱脂处理在300℃至600℃的温度下进行，持续时间为1至3小时，所述脱脂处理通过分阶段升温至目标温度，使粘结剂与成型剂完全分解挥发，以确保后续烧结步骤的顺利进行且不影响材料的致密性和结构完整性。

5.根据权利要求1所述的短切碳纤维增强陶瓷基坩埚材料制备方法，其特征在于：所述s6中的烧结步骤在惰性气体或真空环境中进行，所述惰性气体选自氮气或...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洋，王政娴，刘士杰，王海龙，任艳星，
申请(专利权)人：德宝碳陶苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：