CN104609875A - 一种纤维增强陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强陶瓷材料及其制备方法，该纤维增强陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：Al2O365-70份、MgCO320-23份、高岭土15-20份、Pb3O45-15份、碳酸钙纤维8-12份、白油8-12份、环氧大豆油5-8份和抗氧剂0.05-1.0份。本发明还提供了一种纤维增强陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）称取Al2O365-70份、MgCO320-23份、高岭土15-20份、Pb3O45-15份、碳酸钙纤维8-12份、白油8-12份、环氧大豆油5-8份和抗氧剂0.05-1.0份，在惰性气氛下加热到160-190℃，混合均匀；（2）将步骤1的产物，采用湿式球磨法混合2-4小时，烘干后压块合成，合成温度为950-1000℃，保温2-3小时；（3）将步骤2的产物，压制成型，在1325-1450℃中烧结2-3小时，得到纤维增强陶瓷材料。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种纤维增强陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
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。根据陶瓷材料的用途可以将陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料。
陶瓷材料按化学成分划分可分为纯氧化物陶瓷和非氧化物系陶瓷。其中，纯氧化物陶瓷有Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2等。非氧化物系陶瓷有碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等。
新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性，比如在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等。但与此同时新型陶瓷材料也有它的缺点，如脆性。
因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种纤维增强陶瓷材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种纤维增强陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：
Al2O3 65-70份，
MgCO3 20-23份，
高岭土 15-20份，
Pb3O4 5-15份，
碳酸钙纤维 8-12份，
白油 8-12份，
环氧大豆油 5-8份，
抗氧剂 0.05-1.0份。
所述碳酸钙纤维的直径为40-55微米。
所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164中的一种或几种。
所述白油在40℃下的运动粘度为4-5㎡/s 。
一种纤维增强陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取Al2O365-70份、MgCO320-23份、高岭土15-20份、Pb3O45-15份、碳酸钙纤维8-12份、白油8-12份、环氧大豆油5-8份和抗氧剂0.05-1.0份，在惰性气氛下加热到160-190℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，采用湿式球磨法混合2-4小时，烘干后压块合成，合成温度为950-1000℃，保温2-3小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1325-1450℃中烧结2-3 小时，得到纤维增强陶瓷材料。
所述湿式球磨时溶剂为水，球磨介质为氧化锆球。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的纤维增强陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀性能，而且其同时具有强度高和寿命长的特点。
（2）本发明制得的纤维增强陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性和耐候性。
（3）本发明的纤维增强陶瓷材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）称取Al2O365kg、MgCO322kg、高岭土15kg、Pb3O410kg、直径为40微米碳酸钙纤维8kg、白油8kg、环氧大豆油8kg和抗氧剂1010 0.05kg，在惰性气氛下加热到160℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，以水为溶剂，以氧化锆为球磨介质球，采用湿式球磨法混合2小时，烘干后压块合成，合成温度为950℃，保温3小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1450℃中烧结2小时，得到纤维增强陶瓷材料。
其中，白油在40℃下的运动粘度为4㎡/s 。
制得纤维增强陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取Al2O370kg、MgCO321kg、高岭土20kg、Pb3O48kg、直径为55微米碳酸钙纤维12kg、白油12 kg、环氧大豆油5kg和抗氧剂1076 1.0kg，在惰性气氛下加热到190℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，以水为溶剂，以氧化锆为球磨介质球，采用湿式球磨法混合2小时，烘干后压块合成，合成温度为980℃，保温2小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1400℃中烧结3小时，得到纤维增强陶瓷材料。
其中，白油在40℃下的运动粘度为5㎡/s 。
制得纤维增强陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取Al2O368kg、MgCO323kg、高岭土18kg、Pb3O415kg、直径为50微米碳酸钙纤维10kg、白油9kg、环氧大豆油6kg和抗氧剂164 0.1kg，在惰性气氛下加热到180℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，以水为溶剂，以氧化锆为球磨介质球，采用湿式球磨法混合4小时，烘干后压块合成，合成温度为1000℃，保温3小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1350℃中烧结2小时，得到纤维增强陶瓷材料。
其中，白油在40℃下的运动粘度为4㎡/s 。
制得纤维增强陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取Al2O370kg、MgCO320kg、高岭土20kg、Pb3O45kg、直径为40微米碳酸钙纤维8kg、白油11kg、环氧大豆油7kg和抗氧剂164 0.5kg，在惰性气氛下加热到180℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，以水为溶剂，以氧化锆为球磨介质球，采用湿式球磨法混合4小时，烘干后压块合成，合成温度为950℃，保温2小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1325℃中烧结2小时，得到纤维增强陶瓷材料。
其中，白油在40℃下的运动粘度为5㎡/s 。
制得纤维增强陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 介电常数 | 7000 | 7000 | 6000 | 6000 |
| 耐压强度（Kv/mm） | 31 | 29 | 30 | 32 |
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种纤维增强陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
Al2O3 65-70份，
MgCO3 20-23份，
高岭土 15-20份，
Pb3O4 5-15份，
碳酸钙纤维 8-12份，
白油 8-12份，
环氧大豆油 5-8份，
抗氧剂 0.05-1.0份。
2.根据权利要求1所述纤维增强陶瓷材料，其特征在于，所述碳酸钙纤维的直径为40-55微米。
3.根据权利要求1所述纤维增强陶瓷材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述纤维增强陶瓷材料，其特征在于，所述白油在40℃下的运动粘度为4-5㎡/s 。
5.一种纤维增强陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取Al2O365-70份、MgCO320-23份、高岭土15-20份、Pb3O45-15份、碳酸钙纤维8-12份、白油8-12份、环氧大豆油5-8份和抗氧剂0.05-1.0份，在惰性气氛下加热到160-190℃，混合均匀；
（2）将步骤1的产物，采用湿式球磨法混合2-4小时，烘干后压块合成，合成温度为950-1000℃，保温2-3小时；
（3）将步骤2的产物，压制成型，在1325-1450℃中烧结2-3 小时，得到纤维增强陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述纤维增强陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述湿式球磨时溶剂为水，球磨介质为氧化锆球。
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