(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610111138.8
(22)申请日 2016.02.29
地址 215009 江苏省苏州市高新区火炬路
56号
(72)发明人 刘莉 王爽 邱晶 刘晓东
黄明明
(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限
公司 32200
代理人 李纪昌
(51)Int.Cl.
C22C 29/06(2006.01)
C22C 1/05(2006.01)
(54)发明名称
一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方
法
(57)摘要
本发明公开了一种碳化硅金属陶瓷复合材
料及其制备方法，该复合材料由以下质量份的各
组分组成：碳化硅70-90份、炭黑12-27份、硬脂酸
锌3-12份、聚乙烯醇7-16份、四甲基氢氧化铵4-
19份、铬丝6-18份、钨丝9-22份、聚苯乙烯磺酸钠
1-8份、油酸酰胺2-8份。本发明制得的复合材料
外观无杂质、无起皮，硬度高，耐高温性能好，可
广泛用于工业生产中。权利要求书1页 说明书4页CN 105755344 A 2016.07.13
C N 105755344
A
1.一种碳化硅金属陶瓷复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：碳化硅70-90份、炭黑12-27份、硬脂酸锌3-12份、聚乙烯醇7-16份、四甲基氢氧化铵4-19份、铬丝6-18份、钨丝9-22份、聚苯乙烯磺酸钠1-8份、油酸酰胺2-8份。
2.根据权利要求1所述的碳化硅金属陶瓷复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：碳化硅74-88份、炭黑15-22份、硬脂酸锌5-11份、聚乙烯醇9-13份、四甲基氢氧化铵6-13份、铬丝7-17份、钨丝8-20份、聚苯乙烯磺酸钠4-7份、油酸酰胺4-7份。
3.根据权利要求1所述的碳化硅金属陶瓷复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸锌9份、聚乙烯醇11份、四甲基氢氧化铵10份、铬丝14份、钨丝16份、聚苯乙烯磺酸钠6份、油酸酰胺6份。
4.权利要求1至3任何一项所述的碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料； （2）向步骤（1）所得混合料中加入总质量份2-6倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨2-8h，真空干燥后筛分，压制成型后得到半成品；
（3）将步骤（2）所得半成品烧结至2100-2300℃，保温后取出，室温冷却后即得。
5.根据权利要求4所述的碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤
（2）真空干燥中温度为70-90℃。
6.根据权利要求4所述的碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤
（2）筛分过程中采用80-120目筛网。
7. 根据权利要求4所述的碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中压制成型的时间为10-30min，压强为120-150 MPa。
权 利 要 求 书1/1页CN 105755344 A
一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术
[0002]陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
[0003]为了使陶瓷不容易破碎，人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉，因此制成了金属陶瓷。金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得，又称弥散增强材料，主要有烧结铝(铝-氧化铝)、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。
[0004]现有技术中金属陶瓷材料广泛用于制造切削刀具、高温轴承等特殊领域中，对其耐高温和硬度等性能提出了更高的要求。
发明内容
[0005]为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种碳化硅金属陶瓷复合材料及其制备方法，制得的复合材料外观无杂质、无起皮，硬度高，耐高温性能好，可广泛用于工业生产中。
[0006]本发明采用的技术方案是：一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅70-90份、炭黑12-27份、硬脂酸锌3-12份、聚乙烯醇7-16份、四甲基氢氧化铵4-19份、铬丝6-18份、钨丝9-22份、聚苯乙烯磺酸钠1-8份、油酸酰胺2-8份。
[0007]优选的，一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅74-88份、炭黑15-22份、硬脂酸锌5-11份、聚乙烯醇9-13份、四甲基氢氧化铵6-13份、铬丝7-17份、钨丝8-20份、聚苯乙烯磺酸钠4-7份、油酸酰胺4-7份。
[0008]更优选的，一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸锌9份、聚乙烯醇11份、四甲基氢氧化铵10份、铬丝14份、钨丝16份、聚苯乙烯磺酸钠6份、油酸酰胺6份。
[0009]一种碳化硅金属陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0011](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份2-6倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨2-8h，真空干燥后筛分，压制成型后得到半成品；
[0012](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2100-2300℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0013]优选的，上述步骤(2)真空干燥中温度为70-90℃。
[0014]优选的，上述步骤(2)筛分过程中采用80-120目筛网。
[0015]优选的，上述步骤(2)中压制成型的时间为10-30min，压强为120-150MPa。
[0016]有益效果：本发明制得的复合材料硬度Hv在1478-1570Kgf/mm2之间，外观无杂质、无起皮，2000℃下12h后无变形，由于组分之间的协同作用，外观无杂质、无起皮，硬度高，耐高温性能好，同时制备工艺简单，可广泛用于工业生产中。
具体实施方式
[0017]实施例1
[0018]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅70份、炭黑12份、硬脂酸锌3份、聚乙烯醇7份、四甲基氢氧化铵4份、铬丝6份、钨丝9份、聚苯乙烯磺酸钠1份、油酸酰胺2份。
[0019]制备方法：
[0020](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0021](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份2倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨2h，真空干燥后80目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为70℃，压制成型的时间为10min，压强为120MPa；
[0022](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2100℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0023]实施例2
[0024]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅90份、炭黑27份、硬脂酸锌12份、聚乙烯醇16份、四甲基氢氧化铵19份、铬丝18份、钨丝22份、聚苯乙烯磺酸钠8份、油酸酰胺8份。
[0025]制备方法：
[0026](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0027](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份6倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨8h，真空干燥后120目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为90℃，压制成型的时间为30min，压强为15
0MPa；
[0028](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2300℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0029]实施例3
[0030]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅74份、炭黑15份、硬脂酸锌5份、聚乙烯醇9份、四甲基氢氧化铵6份、铬丝7份、钨丝8份、聚苯乙烯磺酸钠4份、油酸酰胺4份。
[0031]制备方法：
[0032](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0033](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份3倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨3h，真空干燥后100目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为75℃，压制成型的时间为15min，压强为130MPa；
[0034](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2200℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0035]实施例4
[0036]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅88份、炭黑22份、硬脂酸锌11份、聚乙烯醇13份、四甲基氢氧化铵13份、铬丝17份、钨丝20份、聚苯乙烯磺酸钠7份、油酸酰胺7份。
[0037]制备方法：
[0038](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0039](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份5倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨6h，真空干燥后100目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为80℃，压制成型的时间为20min，压强为140MPa；
[0040](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2200℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0041]实施例5
[0042]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸锌9份、聚乙烯醇11份、四甲基氢氧化铵10份、铬丝14份、钨丝16份、聚苯乙烯磺酸钠6份、油酸酰胺6份。
[0043]制备方法：
[0044](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝、聚苯乙烯磺酸钠和油酸酰胺粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0045](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份4倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨6h，真空干燥后100目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为80℃，压制成型的时间为20min，压强为140MPa；
[0046](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2200℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0047]对比例
[0048]与实施例5的区别是未添加油酸酰胺。
[0049]一种碳化硅金属陶瓷复合材料，由以下质量份的各组分组成：碳化硅83份、炭黑19份、硬脂酸锌9份、聚乙烯醇11份、四甲基氢氧化铵10份、铬丝14份、钨丝16份、聚苯乙烯磺酸钠6份。
[0050]制备方法：
[0051](1)按上述质量份，将碳化硅、炭黑、硬脂酸锌、聚乙烯醇、四甲基氢氧化铵、铬丝、钨丝和聚苯乙烯磺酸钠粉碎后混合均匀，得到混合料；
[0052](2)向步骤(1)所得混合料中加入总质量份4倍的蒸馏水，置于湿磨机中湿磨6h，真空干燥后100目筛网筛分，压制成型后得到半成品，其中真空干燥中温度为80℃，压制成型的时间为20min，压强为140MPa；
[0053](3)将步骤(2)所得半成品烧结至2200℃，保温后取出，室温冷却后即得。[0054]性能测试：
[0055]实施例1-5和对比例制得的复合材料性能测试结果如下表所示：
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