纳米自组装仿生陶瓷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米自组装仿生陶瓷及其制备方法和应用，所述纳米自组装仿生陶瓷包括多层基体层以及填充其间的纳米级厚度界面层，基体层是块状陶瓷通过外电场自组装为块状填料头尾相接的基层结构，多层所述基体层是由无机‑有机自组装结构的陶瓷生坯再排胶而形成，所述界面层是以界面层分散液形式真空浸渗入所述陶瓷生坯排胶后形成的纳米级缝隙而获得的。该方法包括以下步骤：基体浆料的制备；陶瓷生坯的成型与自组装；界面层分散液的制备；陶瓷坯体排胶与预烧结；陶瓷坯体浸渗、烧结，得到纳米自组装仿生陶瓷。该仿生陶瓷具有更接近于天然珍珠层砖泥结构，且表现出优异的类贝壳珍珠层特性，能广泛应用于应用于加工刀具、防护装甲、消费电子产品等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿生陶瓷，具体涉及一种纳米自组装仿生陶瓷及其制备方法和应用。

技术介绍

1、层状仿生陶瓷是模仿自然界中贝壳珍珠层的砖-泥结构进行仿生复合的层状陶瓷材料。贝壳的珍珠层是一种典型的生物复合材料，其独特的砖-泥复合结构使材料呈现出了超越于自身的性能。贝壳珍珠层砖-泥结构是以碳酸钙及少量有机质组成“砖”结构，在砖与砖之间，蛋白质等自生有机物组成了几纳米厚的“泥”结构薄膜。

2、贝壳珍珠层的这种结构特性令其具有强大的抗裂抗冲击能力。因此贝壳珍珠层的这种“砖-泥”构造一直是复合材料领域中的开发重点之一，各科研机构与研发者开发出了一系列具有层状仿生结构的复合陶瓷材料，可用于航天、电子、运输、军工等各领域的高强度功能结构件。

3、目前国内外研究人员已经开发了多种层状仿生结构陶瓷的生产工艺，如冰模版法层状取向、流延叠层法、铸膜叠层法、增材制造法等等。

4、当前制备技术获得的"砖-泥"复合结构普遍局限于微米量级（通常≥10μm），这种宏观尺度的复合特征与天然珍珠层特有的亚微米级精细层状结构存在显著维度差异，导致仿生材料在界面效本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述纳米自组装仿生陶瓷包括多层基体层以及在基体层与基体层之间填充的由纳米片材料组成的纳米级厚度界面层，所述基体层是由模量较高的块状陶瓷通过外电场自组装为块状填料头尾相接的基层结构，多层所述基体层是将陶瓷粉料和粘结剂的混合基体浆料经外电场自组装为无机-有机自组装结构的陶瓷生坯再排胶而形成的，所述界面层是以界面层分散液形式真空浸渗入所述陶瓷生坯排胶后形成的纳米级缝隙而获得的。

2.如权利要求1所述的纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述基体层厚度范围1~10um，界面层厚度范围20nm~500nm。

3.如权利要求1所述的纳米自组...

【技术特征摘要】

1.一种纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述纳米自组装仿生陶瓷包括多层基体层以及在基体层与基体层之间填充的由纳米片材料组成的纳米级厚度界面层，所述基体层是由模量较高的块状陶瓷通过外电场自组装为块状填料头尾相接的基层结构，多层所述基体层是将陶瓷粉料和粘结剂的混合基体浆料经外电场自组装为无机-有机自组装结构的陶瓷生坯再排胶而形成的，所述界面层是以界面层分散液形式真空浸渗入所述陶瓷生坯排胶后形成的纳米级缝隙而获得的。

2.如权利要求1所述的纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述基体层厚度范围1~10um，界面层厚度范围20nm~500nm。

3.如权利要求1所述的纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述块状陶瓷为块状碳化硼、块状碳化硅、块状氮化硅、块状氧化铝、块状氧化锆中的一种或多种的混合，无机-有机自组装结构的陶瓷生坯中块状填料的厚度为0.1~2um、长径方向长度2~20um；所述界面层纳米片材料为氮化硼纳米片、石墨纳米片中的一种或两种的混合，相应纳米片的片长径1~10um、片厚0.005~0.05um。

4.如权利要求1所述的纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述无机-有机自组装结构的陶瓷生坯是将混合基体浆料注入模具后在水平外电场中真空50~200℃烘烤5~30min而得到的；所述水平外电场的电极板电压幅值为500~3000v，频率1~10hz。

5. 如权利要求1所述的纳米自组装仿生陶瓷，其特征在于，所述界面层是由界面层分散液真空浸渗入所述陶瓷坯体排胶后的纳米级缝隙而获得的；所述界面层分散液真空浸渗入纳米级缝隙后再经过热压烧结，形成致密化的纳米级自组装仿生结构；所述界面层分散液是通过界面层粉体、分散剂分散在去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁闻烽，周涛，孙婷婷，贺小亮，林朝鹿，
申请(专利权)人：深圳市首瓷新技术科技有限公司，
类型：发明
国别省市：