本发明专利技术公开了一种氧化铝纤维增强氧化钙陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：钾长石8-10、鳞片石墨3-5、氧化钙60-70、改性氧化铝纤维10-15、过氧化二苯甲酰0.2-0.4、丙酸乙烯酯3-5、过硫酸钠0.01-0.02、三聚磷酸钠1-2、环氧树脂2-3、乙醇20-25、去离子水30-50；本发明专利技术添加抗氧化处理的氧化铝纤维作为陶瓷的增强相具有增强陶瓷韧性、力学性能、耐磨性、硬度和耐高温的特性，本发明专利技术的制备工艺可以制备出各种复杂形状和尺寸的陶瓷零件，坯体的凝固定型时间短且可控，且成型组分均匀，密度均匀，缺陷少，不易出现密度梯度分布的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于陶瓷生产
技术介绍
纤维增强陶瓷基复合材料是陶瓷基复合材料中年轻的一员，纤维增强陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、导热系数低、热膨胀系数低、耐化学侵蚀性好等优点，在树脂基和金属基乃至一些陶瓷基复合材料不能满足性能要求的工况条件下得到广泛的应用，是目前复合材料中最活跃的研宄领域之一。纤维增强陶瓷基体材料中，两者通过复合形成有机整体，当外加负荷作用于复合材料时，基体材料会传递一部分负荷到纤维上，减少陶瓷基体材料本身的负荷，当纤维承受应力大于其本身强度时，纤维会发生断裂，断裂的纤维从基体材料中拔出，从而消耗裂纹扩散能。当裂纹扩展到纤维时，由于内应力的不均匀和界面效应，导致裂纹沿纤维周围表面转向，从而消耗裂纹扩展能，由于裂纹偏转，裂纹扩展路径为锯齿状，增加了裂纹的表面能，起到了增强效果。裂纹在复合材料基体中形成并发生扩展后，其尖端尾部将形成一个由纤维构成的桥联区，产生桥联效应，桥联区的出现将使裂纹在扩展中消耗更多的能量。凝胶注模成型工艺的基本原理是在低粘度、高固相体积分数的陶瓷浆料中加入低粘度的有机单体和交联剂，当引入引发剂并注模后，浆料中的有机单体和交联剂在一定的条件下发生原位聚合反应，形成坚固的交链网状结构，使浆料立即原位凝固，从而使陶瓷坯体原位成型，然后进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，即可得到所需陶瓷部件。氧化钙陶瓷具有热力学稳定性，能在高温(2000° C)下使用，具有良好的抗熔融金属侵蚀性和抗熔融磷酸钙侵蚀的作用，但是缺点就是在高温时易与氧化物发生熔融反应，易造成陶瓷腐蚀和硬度的降低，氧化铝纤维具有突出的耐高温性能，绝热性好、热容量小，良好的耐化学腐蚀性能，与基体的浸润性良好，界面反应较小，氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有良好的耐高温性能和较高的断裂韧性，复合材料的力学性能、耐磨性、硬度均有提高，热膨胀系数降低，并且氧化铝纤维经过抗氧化处理，在高温氧化环境下长时间工作，不会因为发生氧化而形成在耐性断裂，并且成本相对较低，是一种最有潜力的耐高温、侵蚀和高硬度的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，降低了陶瓷易腐蚀、断裂的缺点，增强了强度和稳定性，使其性能得到广泛的运用。为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下方案实施: ，由下列重量份的原料制成:钾长石8-10、鳞片石墨3-5、氧化钙60-70、改性氧化铝纤维10-15、过氧化二苯甲酰0.2-0.4、丙酸乙烯酯3-5、过硫酸钠0.01-0.02、三聚磷酸钠1-2、环氧树脂2-3、乙醇20-25、去1?子水30-50 ； 所述改性氧化铝纤维的制备方法是:将氧化铝纤维在丙酮中浸泡1-2小时，取出后用蒸馏水冲洗2-3次，烘干备用；将10-15重量份的钛酸四丁酯和150-180重量份的乙醇混合加到带有磁力搅拌器的烧瓶中，将2-3重量份的去离子水、0.2-0.4重量份的盐酸和2-5重量份的乙醇充分混合，缓慢滴加到烧瓶中，再加入2-4重量份的氧化钼粉末，搅拌30-40分钟，将备用的氧化铝纤维加到凝胶中在真空度为0.09-0.1MPa下浸渍1_2小时，取出后于70-80° C下烘干，如此反复操作2-3次，最后在高纯氩气的保护下于500-600° C下高温反应1-2小时即可。本专利技术所述，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将氧化钙和钾长石加到球磨机中，以氧化铝求作为球磨介质，料球比为1:2，再将丙酸乙烯酯、过硫酸钠加到乙醇和去离子水的混合溶液中，溶解后加入三聚磷酸钠、环氧树脂和改性氧化铝纤维搅拌均匀后加到球磨机中，球磨20-40分钟； (2)将球磨得到的浆料抽真空，抽2-5分钟后向浆料中加入过氧化二苯甲酰继续搅拌均匀，再将浆料注入到叠层玻璃模具中后在真空干燥箱内于60-80° C下干燥1-2小时； (3)将步骤(2)中的湿坯脱模在室温下自然干燥1-2天，然后在95-100°C温度下，湿度在60-70%的条件下干燥1-2天，将剩余的成分装入等离子喷涂送粉装置在坯体表面喷涂均匀； (4)将步骤(3)的坯体在室温下以3-5°C/min的速率升温至200° C，再以1_2° C/min的速率升温至600° C，恒温保持1_2小时后放置于真空烧结炉中，在1400-1600° C的温度下烧结3-4小时，即可得到。本专利技术的优点是:本专利技术添加抗氧化处理的氧化铝纤维作为陶瓷的增强相具有增强陶瓷韧性、力学性能、耐磨性、硬度和耐高温的特性，本专利技术的制备工艺可以制备出各种复杂形状和尺寸的陶瓷零件，坯体的凝固定型时间短且可控，且成型组分均匀，密度均匀，缺陷少，不易出现密度梯度分布的问题。具体实施方案 下面通过具体实例对本专利技术进行详细说明。，由下列重量份(公斤)的原料制成:钾长石10、鳞片石墨5、氧化钙68、改性氧化铝纤维14、过氧化二苯甲酰0.3、丙酸乙烯酯4、过硫酸钠0.02、三聚磷酸钠2、环氧树脂3、乙醇25、去离子水50 ; 所述改性氧化铝纤维的制备方法是:将氧化铝纤维在丙酮中浸泡2小时，取出后用蒸馏水冲洗3次，烘干备用；将12重量份的钛酸四丁酯和160重量份的乙醇混合加到带有磁力搅拌器的烧瓶中，将3重量份的去离子水、0.3重量份的盐酸和5重量份的乙醇充分混合，缓慢滴加到烧瓶中，再加入4重量份的氧化钼粉末，搅拌40分钟，将备用的氧化铝纤维加到凝胶中在真空度为0.09MPa下浸渍I小时，取出后于80° C下烘干，如此反复操作3次，最后在高纯氩气的保护下于600° C下高温反应2小时即可。本专利技术所述，由以下具体步骤制成: (I)将氧化钙和钾长石加到球磨机中，以氧化铝求作为球磨介质，料球比为1:2，再将丙酸乙烯酯、过硫酸钠加到乙醇和去离子水的混合溶液中，溶解后加入三聚磷酸钠、环氧树脂和改性氧化铝纤维搅拌均匀后加到球磨机中，球磨40分钟； (2)将球磨得到的浆料抽真空，抽4分钟后向浆料中加入过氧化二苯甲酰继续搅拌均匀，再将浆料注入到叠层玻璃模具中后在真空干燥箱内于80° C下干燥2小时； (3)将步骤(2)中的湿坯脱模在室温下自然干燥2天，然后在100°C温度下，湿度在60%的条件下干燥2天，将剩余的成分装入等离子喷涂送粉装置在坯体表面喷涂均匀； (4)将步骤(3)的坯体在室温下以3°C/min的速率升温至200° C，再以2° C/min的速率升温至600° C，恒温保持2小时后放置于真空烧结炉中，在1600° C的温度下烧结3小时，即可得到。本实施例中陶瓷的性能指标结果如下: 抗压强度(MPa):彡780 ; 断裂韧性(Mpa/m1/2) 5.8 ； 弯曲强度(MPa):彡480 ; 热膨胀系数(10-6/K):彡5.4 ; 冲击韧性(KJ.m2):彡4.7。【主权项】1.，其特征在于，由下列重量份的原料制成:钾长石8-10、鳞片石墨3-5、氧化钙60-70、改性氧化铝纤维10-15、过氧化二苯甲酰0.2-0.4、丙酸乙烯酯3-5、过硫酸钠0.01-0.02、三聚磷酸钠1_2、环氧树脂2_3、乙醇20-25、去离子水30-50 ； 所述改性氧化铝纤维的制备方法是:将氧化铝纤维在丙酮中浸泡1-2小时，取出后用蒸馏水冲洗2-3次，烘干备用；将10-15重量份的钛酸四丁酯和150-180本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化铝纤维增强氧化钙陶瓷基复合材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：钾长石8‑10、鳞片石墨3‑5、氧化钙60‑70、改性氧化铝纤维10‑15、过氧化二苯甲酰0.2‑0.4、丙酸乙烯酯3‑5、过硫酸钠0.01‑0.02、三聚磷酸钠1‑2、环氧树脂2‑3、乙醇20‑25、去离子水30‑50；所述改性氧化铝纤维的制备方法是：将氧化铝纤维在丙酮中浸泡1‑2小时，取出后用蒸馏水冲洗2‑3次，烘干备用；将10‑15重量份的钛酸四丁酯和150‑180重量份的乙醇混合加到带有磁力搅拌器的烧瓶中，将2‑3重量份的去离子水、0.2‑0.4重量份的盐酸和2‑5重量份的乙醇充分混合，缓慢滴加到烧瓶中，再加入2‑4重量份的氧化钼粉末，搅拌30‑40分钟，将备用的氧化铝纤维加到凝胶中在真空度为0.09‑0.1MPa下浸渍1‑2小时，取出后于70‑80°C下烘干，如此反复操作2‑3次，最后在高纯氩气的保护下于500‑600°C下高温反应1‑2小时即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周正红，
申请(专利权)人：铜陵宏正网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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