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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷材料,涉及一种sic-hfb2复合陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
1、sic-hfb2陶瓷具有高硬度、抗磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐高温、高温强度高等优良特性,应用于高温窑具、燃烧喷嘴、热交换器、密封环、传统工业领域。传统的碳化硅,由于晶体结构的特征,其很难烧致密,导致力学性能下降。但由于碳化硅本身良好的化学稳定性,在航空或者极端领域一直受到广泛关注。为了改善单一碳化硅很难烧致密的情况,以及提高碳化硅的力学性能,有学者提出引入烧结助剂提高碳化硅陶瓷的致密度。然而,许多学者认为碳化硅的烧结大多数通过引入少量的烧结助剂(如y2o3)来提高碳化硅陶瓷的力学性能。上述方法是基于传统的无压烧结将碳化硅陶瓷进行致密化。然而传统的固相烧结方式具有温度高,使晶粒尺寸粗大,导致力学性能下降。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点,本专利技术的首要目的在于提供一种sic-hfb2复合陶瓷,其具有优异的力学性能。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述sic-hfb2复合陶瓷的制备方法。该方法通过反应烧结制备碳化硅基陶瓷。
3、本专利技术的再一目的在于提供上述碳化物基陶瓷的应用。
4、本专利技术的目的通过下述技术方案来实现:
5、一种sic-hfb2复合陶瓷是将hfsi2粉、c粉和sib6粉混合,加入溶剂和球磨介质经混料、干燥、过筛,得到陶瓷粉体,在真空度10pa下,压力在20~35mpa,在1700~1900℃进行sps
6、优选地,所述hfsi2粉的粒径为1~3μm,c粉的粒径为40~60nm,sib6粉的粒径为1~3μm。
7、优选地,所述hfsi2粉、c粉和sib6粉的总质量、球磨介质和溶剂的质量比为(14~16):(4~6):(1~3)。
8、优选地,所述复合陶瓷的硬度为26~30gpa gpa,断裂韧性为3.5~4.5mpa·m1/2,抗弯强度为450~600mpa。
9、所述的sic-hfb2复合陶瓷的制备方法,包括如下具体步骤:
10、s1.将hfsi2粉、c粉和sib6粉混合,加入溶剂和球磨介质经混料、球磨、干燥、过筛,得到陶瓷粉体;
11、s2.在石墨模具内表面刷上一层bn,装入石墨模具中,压力在20~35mpa,在真空度10pa下,升温至1700~1900℃进行sps烧结,制得sic-hfb2复合陶瓷。
12、优选地,步骤s1中所述球磨介质为sic球,所述溶剂为无水乙醇,所述的过筛的目数为80~1000目。
13、优选地,步骤s2中所述升温的速率为50~150℃/min,所述烧结的时间5~10min。
14、所述的sic-hfb2复合陶瓷在超高温领域中的应用,所述超高温的温度为2000℃以上。
15、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
16、1.本专利技术的sic-hfb2复合陶瓷具有较好的力学性能,在室温下的维式硬度为26~35gpa gpa,断裂韧性为3.5~4mpa·m1/2,抗弯强度为350~500mpa。可应用在超高温(2000℃以上)环境或防辐射领域。
17、2.本专利技术采用sps烧结方法,合成sic-hfb2陶瓷。该方法烧结速度快,可以减小颗粒粒径。
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1.一种SiC-HfB2复合陶瓷,其特征在于,所述复合陶瓷是将HfSi2粉、C粉和SiB6粉混合,加入溶剂和球磨介质经混料、干燥、过筛,得到陶瓷粉体,在真空度10Pa下,压力在20~35MPa,在1700~1900℃进行SPS烧结制得。
2.根据权利要求1所述的SiC-HfB2复合陶瓷,其特征在于,所述HfSi2粉的粒径为1~3μm,C粉的粒径为40~60nm,SiB6粉的粒径为1~3μm。
3.根据权利要求1所述的SiC-HfB2复合陶瓷,其特征在于,所述HfSi2粉、C粉和SiB6粉的总质量、球磨介质和溶剂的质量比为(14~16):(4~6):(1~3)。
4.根据权利要求1所述的SiC-HfB2复合陶瓷,其特征在于,所述复合陶瓷的硬度为26~30GPa GPa,断裂韧性为3.5~4.5MPa·m1/2,抗弯强度为450~600MPa。
5.根据权利要求1-4任一项所述的SiC-HfB2复合陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:
6.根据权利要求5所述的SiC-HfB2复合陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S1
7.根据权利要求5所述的SiC-HfB2复合陶瓷的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述升温的速率为50~150℃/min,所述烧结的时间5~10min。
8.权利要求1-4任一项所述的SiC-HfB2复合陶瓷在超高温领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的SiC-HfB2复合陶瓷在超高温领域中的应用,其特征在于,所述超高温的温度为2000℃以上。
...【技术特征摘要】
1.一种sic-hfb2复合陶瓷,其特征在于,所述复合陶瓷是将hfsi2粉、c粉和sib6粉混合,加入溶剂和球磨介质经混料、干燥、过筛,得到陶瓷粉体,在真空度10pa下,压力在20~35mpa,在1700~1900℃进行sps烧结制得。
2.根据权利要求1所述的sic-hfb2复合陶瓷,其特征在于,所述hfsi2粉的粒径为1~3μm,c粉的粒径为40~60nm,sib6粉的粒径为1~3μm。
3.根据权利要求1所述的sic-hfb2复合陶瓷,其特征在于,所述hfsi2粉、c粉和sib6粉的总质量、球磨介质和溶剂的质量比为(14~16):(4~6):(1~3)。
4.根据权利要求1所述的sic-hfb2复合陶瓷,其特征在于,所述复合陶瓷的硬度为26~30gpa gpa,断裂韧性为3.5~4...
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