本发明专利技术公开了一种含莫来石增强相的Al2O3/SiC复合材料及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域。该材料以SiO2包覆的SiC颗粒和Al2O3为原料制成，SiC颗粒表面包裹SiO2使Al2O3定向在SiC颗粒表面与SiO2反应生成莫来石，生成的莫来石桥接SiO2颗粒与Al2O3，提高复合材料的韧性。本发明专利技术制备方法，采用微波加热的方式烧结，复合材料中的SiC颗粒吸收微波热量，实现材料内部自身加热，使热量从内向外扩散，促进Al2O3与SiO2反应生成的莫来石由内向外定向生长，桥接SiO2颗粒与Al2O3，提高复合材料的韧性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机非金属材料
，具体涉及一种含莫来石增强相的Al203/SiC 复合材料及其制备方法。
技术介绍
莫来石是A1203、Si02在高温下形成的一种化合物，在1800°C时仍很稳定，1810°C 分解为刚玉和液相，莫来石具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、 硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，被看作是一种极具潜力的高温陶瓷材料，但其常温力学性 能低使其应用受到限制，通常与其他材料复合改善材料的力学性能。 氧化铝和碳化硅也是得到广泛应用的高温陶瓷材料，碳化硅颗粒增强氧化铝基复 合材料，改善了单相氧化铝陶瓷的烧结温度高的缺点，具有优异的力学性能，具有硬度高、 机械强度高、耐磨性好、高温抗氧化能力强、化学稳定性好、电绝缘性能好、生物相容性好等 优点。现有技术在碳化硅颗粒增强氧化铝基材料制备过程中，Sic在高温下氧化生成Si02， 5102与A1 203在高温下反应生成莫来石，莫来石晶须连接SiC和A1 203颗粒，起桥接作用，从 而增韧陶瓷，但是采用该方法SiC氧化生成的Si02量少，生成的莫来石相少，制备的复合材 料韧性低。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的之一在于提供一种韧性高的含有莫来石 增强相的Al203/SiC复合材料。 同时，本专利技术还在于提供一种含有莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的制备方 法，提尚复合材料的初性。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下： -种含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料，主要由以下原料制成：Si02包覆的 SiC颗粒，A1203;其中A1 203与SiC的体积比为1~4 :1 ;SiC与Si02的体积比为1~10 :1。 所述SiC颗粒的粒径为5~15ym。 所述Si02包覆的SiC颗粒为非晶态SiO2包覆的SiC颗粒。 上述含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料，A1203与SiO2生成莫来石增强相，该 莫来石增强相桥接A1203颗粒与SiC颗粒。 所述莫来石增强相的成分为A1203和Si02,A1203和Si02的摩尔比为3 :2。 上述含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的制备方法，包括以下操作步骤： (1)将Si02包覆的SiC颗粒与A1 203混合研磨后，压片成型，制得片状复合物； (2)将步骤（1)制备的片状复合物微波加热烧结，即得所述含莫来石增强相的 Al203/SiC复合材料。 步骤（1)中研磨后，过120目筛6次后，压片成型。 步骤⑴中压片成型后，在90~llOMPa压力下冷等静压后，得所述的片状复合 物。 步骤（1)所述的片状复合物为直径为30_，厚度为2~4mm的圆柱片复合物。 步骤（2)中所述微波加热烧结为加热升温至1300~1600°C，保温30~120min， 空冷至室温。 步骤（2)中所述微波加热烧结的具体过程为：首先以10~15°C/min的速率升温 至600°C，然后以15~20°C/min的速率升温至1300~1600°C，保温30~120min，空冷至 室温。 所述Si02包覆的SiC颗粒的制备方法为，包括以下操作步骤： a:将a-SiC颗粒分散与乙醇水溶液中，调节PH= 2~3,得SiC分散液； b:步骤a制备的SiC分散液中加入正娃酸乙醋，加热搅拌，调节PH= 8~9,搅拌 得复合凝胶； c:将步骤b制备的复合凝胶干燥研磨后即得所述的Si02包覆的SiC颗粒。 步骤a中采用柠檬酸调节PH= 2~3。 步骤b中加热搅拌为30°C温度下搅拌4h。 步骤b中采用氨水调节PH= 8~9。 步骤b中所述的干燥为80°C干燥2h。 所述的A1203的制备方法为：将A1 (OH) 3在1100~1300°C温度下煅烧5~30min 即得所述的A1203。 本专利技术含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料，以Si02包覆的SiC颗粒和A1 203为 原料制成，相比传统的仅以SiC和A1203原料制成的复合材料，由于Si02的直接引入增加了 生成的莫来石，提高复合材料的韧性；另外，SiC颗粒表面包裹5102使A1 203定向在SiC颗粒 表面与3102反应生成莫来石，生成的莫来石桥接SiO2颗粒与A1 203，提高复合材料的韧性。 本专利技术含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的制备方法，采用微波加热的方式 烧结。A1203晶格紧凑，熔点高，再结晶能力差，难以烧结，采用微波加热烧结的方式，降低了 复合材料的活化能，从而降低了复合材料的烧结温度，缩短了烧结时间，而且A1203晶粒在 微波的作用下来不及长大，细化晶粒；另外，微波加热的作用下，复合材料中的SiC颗粒吸 收微波热量，实现材料内部自身加热，使热量从内向外扩散，促进A1203与SiO2反应生成的 莫来石由内向外定向生长，桥接Si02颗粒与A1 203，进而提高复合材料的韧性。 进一步的，本专利技术烧结过程以分段不同的升温速率升温至所需的温度，保温后空 冷降温的方式，进一步缩短了烧结时间，提高了复合材料的韧性。【附图说明】 图1为实施例1制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图2为实施例1制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图3为实施例2制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图4为实施例2制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图5为实施例3制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图6为实施例3制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图7为实施例4制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图8为实施例4制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图9为实施例5制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图10为实施例5制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图11为对比例1制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图12为对比例1制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图13为对比例2制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图14为对比例2制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图； 图15为对比例3制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的XRD图； 图16为对比例3制备的含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的SEM图。【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不构成对本专利技术的任何限 制。 实施例1 本实施例含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料，由Si02包覆的SiC颗粒，A1 203为 原料制成，其中A1203与SiC的体积比为1 :1 4102与SiC的体积比为5 :l，SiC颗粒的粒径 为 10ym〇 本实施例含莫来石增强相的Al203/SiC复合材料的制备方法，具体操作步骤为：(1)制备原料：A:制备Si02包覆的SiC颗粒： 1)取a-SiC颗粒32.lg分散于乙醇水溶液中，加入柠檬酸调节PH= 2,得SiC分 散液； 2)取正硅酸乙酯16. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含莫来石增强相的Al2O3/SiC复合材料，其特征在于，主要由以下原料制成：SiO2包覆的SiC颗粒，Al2O3；其中Al2O3与SiC的体积比为1～4：1；SiC与SiO2的体积比为1～10：1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，张帆，范冰冰，邵刚，管可可，宋勃震，梁芃，王海龙，陈德良，卢红霞，许红亮，解亚军，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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