CN108623307A - 一种陶瓷复合材料 - Google Patents

一种陶瓷复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN108623307A
CN108623307A CN201810737525.1A CN201810737525A CN108623307A CN 108623307 A CN108623307 A CN 108623307A CN 201810737525 A CN201810737525 A CN 201810737525A CN 108623307 A CN108623307 A CN 108623307A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
boron nitride
ceramic composite
takes
mass ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810737525.1A
Other languages
English (en)
Inventor
裘友玖
陈建春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Ling Chao New Material Co Ltd
Original Assignee
Foshan Ling Chao New Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Ling Chao New Material Co Ltd filed Critical Foshan Ling Chao New Material Co Ltd
Priority to CN201810737525.1A priority Critical patent/CN108623307A/zh
Publication of CN108623307A publication Critical patent/CN108623307A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/442—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/666—Applying a current during sintering, e.g. plasma sintering [SPS], electrical resistance heating or pulse electric current sintering [PECS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明公开了一种陶瓷复合材料，属于陶瓷材料领域。本发明以玻化微珠为原料，滑石粉以物理填覆作用对玻化微珠进行封堵，部分水化反应，提高玻化微珠耐热性能，乳化硅油可通过范德华力吸附于玻化微珠表面，改变表面性质，提高玻化微珠在陶瓷复合材体系的所带来的耐热性能，提高组织间的粘结力，提高耐磨性，以氮化硼为原料，先通过多巴胺吸附于氮化硼表面引入小分子环氧基团，表面接枝硅烷偶联剂，多巴胺又可自聚合为聚多巴胺，提高反应活性，改善分散性，提高环氧涂层的抗腐蚀性，以FeCl3·6H2O为Fe源又可由多巴胺的桥联作用将Fe3O4粒子均匀的固定于复合物表面，有效的分散Fe3O4，显著提升耐磨性。本发明解决了目前陶瓷复合材料耐磨削性、耐热性差的问题。

Description

一种陶瓷复合材料
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种陶瓷复合材料。
背景技术
陶瓷材料具有密度低、比强度高、耐高温以及高温下化学性质稳定等优点，因而在航空、航天、冶金和石化等领域得到广泛应用。且由于单一材料本身的限制，要满足多种苛刻条件，必须通过材料的复合才能满足多元的需求。因此陶瓷复合材料具有强度和韧性的双重优势。碳化硅陶瓷具有硬度高，耐强温、耐氧化、耐腐蚀，高温强度高，分解温度高，化学稳定性好，抗热震性好，热导率高，热膨胀系数低等优点，在诸多领域有广泛的应用，尤其是碳化硅陶瓷所具有的优良的热力学性能使其在热交换器、蓄热燃烧等对热性能要求较高的场合具有广阔的应用前景。氮化铝是一种综合性能优良的新型陶瓷材料，具有优良的热传导性，无毒，并且与碳化硅在原子尺寸、分子量、密度以及晶体结构相似，因而引起了不少研究者的关注。
硅硼碳氮陶瓷复合材料本身极强的共价键结构赋予其较高的热稳定性、抗高温氧化、抗热震性、抗烧蚀、抗高温蠕变等性能，加之其具有密度低、弹性模量低、热膨胀系数小等优点，可作为一种新型高温航天防热结构材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前陶瓷复合材料耐磨削性、耐热性差的问题，提供一种陶瓷复合材料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。
所述辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
所述粘结剂：按质量比4：1~2：5~8取聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、水混合，即得粘结剂。
所述改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合搅拌，静置，得预水化物，取预水化物干燥，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
所述乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
所述复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，超声处理，加入氮化硼粉末质量40~55%的盐酸多巴胺混合，反应4~6h，加入氮化硼粉末质量15~25%的偶联剂，于60~70℃下反应4~6h，离心，取离心物用离心物质量3~6倍的的乙醇溶液洗涤后，干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：20~30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，超声波分散，得分散液，取分散液于60~75℃，加入预处理氮化硼质量2~5倍的盐料混合搅拌，得搅拌液，取搅拌液于180~200℃密封，保温，冷却，出料，离心，静置，真空抽滤，取滤渣用乙醇清洗，干燥，即得复合改性氮化硼材料。
所述步骤（1）中的混合液：按质量比4：1~2取Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
所述步骤（1）中的偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的任意一种。
所述步骤（2）中的溶剂：按质量比5：1~2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
所述步骤（2）中的盐料：按质量比4：1：1~2取乙酸钠、氯化钾、磷酸钠混合，即得盐料。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以玻化微珠为原料，滑石粉以物理填覆作用对玻化微珠的开口孔进行封堵，也可发生部分水化反应，提高玻化微珠的本征耐热性能，乳化硅油可通过范德华力吸附于玻化微珠表面，改变表面性质，乳化硅油相互接触，融合，硬化交联，本身就有结膜强度，粘结力，可与玻化微珠形成化学键合，提高玻化微珠在陶瓷复合材体系的所带来的耐热性能，并且上述改性料，都可对陶瓷复合材料体系进一步地填充，提高组织间的粘结力，提高耐磨性；
（2）本发明以氮化硼为原料，先通过多巴胺吸附于氮化硼表面引入小分子环氧基团，表面接枝硅烷偶联剂，多巴胺又可自聚合为聚多巴胺，为之后的反应提高表面活性，可改善氮化硼与环氧树脂之间的分散性，提高环氧涂层的抗腐蚀性，接着做支撑模板，以FeCl3·6H2O为Fe源又可由前多巴胺的桥联作用将Fe3O4粒子均匀的固定于复合物表面，有效的分散Fe3O4可达到对体系耐磨削性的显著提升。
具体实施方式
辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
混合液：按质量比4：1~2取pH为8.0~8.5的Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的任意一种。
溶剂：按质量比5：1~2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合，以250~300r/min搅拌20~45min，室温下静置1~3天，得预水化物，取预水化物于100~110℃下干燥2~5h，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，以300W超声处理10~15min，加入氮化硼粉末质量40~55%的盐酸多巴胺混合，室温下反应4~6h，加入氮化硼粉末质量15~25%的偶联剂，于60~70℃下反应4~6h，以3000~4000r/min转速离心，取离心物用离心物质量3~6倍的体积分数为50%的乙醇溶液洗涤后，移至65~80℃烘箱干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：20~30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，以300W超声波分散处理10~15min，得分散液，取分散液于水浴60~75℃，加入预处理氮化硼质量2~5倍的乙酸钠混合，以300~400r/min搅拌2~5h，得搅拌液，取搅拌液密封于180~200℃反应釜下，保温10~12h后，自然冷却至室温，出料，以3000~4000r/min离心10~15min，静置15~30min，真空抽滤，取滤渣用滤渣质量3~5倍的无水乙醇清洗后，于 55~70℃烘箱干燥，即得复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水、20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料；
（2）先于水浴35~55℃，取辅料、粘结剂、轻质碳酸钙、水、聚乙烯蜡、仲烷基苯磺酸钠于混料机混合，以300~500r/min搅拌30~50min后，升温至60~75℃，加入氮化硅、改性玻化微珠、复合改性氮化硼材料混合均匀，得浆料，取浆料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中，以50~100℃/min的升温速率升温至700~800℃，并于10~30MPa的压力下保温10~20min后随炉冷却至室温，得陶瓷复合材料。
辅料：按质量比5：1：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
乳液：按质量比3：0.3：10取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
混合液：按质量比4：1取pH为8.05的Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
偶联剂：硅烷偶联剂KH550。
溶剂：按质量比5：1取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
改性玻化微珠：按质量比1：4：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合，以250r/min搅拌20，室温下静置1天，得预水化物，取预水化物于100℃下干燥2h，得干燥物，取干燥物质量2倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：20取氮化硼粉末加入混合液中混合，以300W超声处理10min，加入氮化硼粉末质量40%的盐酸多巴胺混合，室温下反应4h，加入氮化硼粉末质量15%的偶联剂，于60℃下反应4h，以3000r/min转速离心，取离心物用离心物质量3倍的体积分数为50%的乙醇溶液洗涤后，移至65℃烘箱干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：20：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，以300W超声波分散处理10min，得分散液，取分散液于水浴60℃，加入预处理氮化硼质量2倍的乙酸钠混合，以300r/min搅拌2h，得搅拌液，取搅拌液密封于180℃反应釜下，保温10h后，自然冷却至室温，出料，以3000r/min离心10min，静置15min，真空抽滤，取滤渣用滤渣质量3倍的无水乙醇清洗后，于55℃烘箱干燥，即得复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3份辅料、6份粘结剂、10份轻质碳酸钙、14份氮化硅、4份聚乙烯蜡、5份仲烷基苯磺酸钠、20份水，其特征在于，还包括：20份改性玻化微珠、30份复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取3份辅料、6~12份粘结剂、10份轻质碳酸钙、14份氮化硅、4份聚乙烯蜡、5份仲烷基苯磺酸钠、20份水、20份改性玻化微珠、30份复合改性氮化硼材料；
（2）先于水浴35℃，取辅料、粘结剂、轻质碳酸钙、水、聚乙烯蜡、仲烷基苯磺酸钠于混料机混合，以300r/min搅拌30min后，升温至60℃，加入氮化硅、改性玻化微珠、复合改性氮化硼材料混合均匀，得浆料，取浆料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中，以50℃/min的升温速率升温至700℃，并于10MPa的压力下保温10min后随炉冷却至室温，得陶瓷复合材料。
辅料：按质量比5：2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
乳液：按质量比3：0.7：15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
混合液：按质量比4：2取pH为8.5的Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
偶联剂：硅烷偶联剂KH560。
溶剂：按质量比5：2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
改性玻化微珠：按质量比1：7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合，以300r/min搅拌45min，室温下静置3天，得预水化物，取预水化物于110℃下干燥5h，得干燥物，取干燥物质量5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：30取氮化硼粉末加入混合液中混合，以300W超声处理15min，加入氮化硼粉末质量55%的盐酸多巴胺混合，室温下反应6h，加入氮化硼粉末质量25%的偶联剂，于70℃下反应6h，以4000r/min转速离心，取离心物用离心物质量6倍的体积分数为50%的乙醇溶液洗涤后，移至80℃烘箱干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，以300W超声波分散处理15min，得分散液，取分散液于水浴75℃，加入预处理氮化硼质量5倍的乙酸钠混合，以400r/min搅拌5h，得搅拌液，取搅拌液密封于200℃反应釜下，保温12h后，自然冷却至室温，出料，以4000r/min离心10~15min，静置30min，真空抽滤，取滤渣用滤渣质量5倍的无水乙醇清洗后，于70℃烘箱干燥，即得复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：6份辅料、12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、20份氮化硅、8份聚乙烯蜡、10份仲烷基苯磺酸钠、35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、45份复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取6份辅料、12份粘结剂、15份轻质碳酸钙、20份氮化硅、8份聚乙烯蜡、10份仲烷基苯磺酸钠、35份水、30份改性玻化微珠、45份复合改性氮化硼材料；
（2）先于水浴55℃，取辅料、粘结剂、轻质碳酸钙、水、聚乙烯蜡、仲烷基苯磺酸钠于混料机混合，以500r/min搅拌50min后，升温至75℃，加入氮化硅、改性玻化微珠、复合改性氮化硼材料混合均匀，得浆料，取浆料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中，以100℃/min的升温速率升温至800℃，并于30MPa的压力下保温20min后随炉冷却至室温，得陶瓷复合材料。
辅料：按质量比5：1.5：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
乳液：按质量比3：0.5：12取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
混合液：按质量比4：1.5取pH为8.2的Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
偶联剂：硅烷偶联剂KH570。
溶剂：按质量比5：1.5取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
改性玻化微珠：按质量比1：5：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合，以280r/min搅拌30min，室温下静置2天，得预水化物，取预水化物于105℃下干燥4h，得干燥物，取干燥物质量3倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：25取氮化硼粉末加入混合液中混合，以300W超声处理12min，加入氮化硼粉末质量45%的盐酸多巴胺混合，室温下反应5h，加入氮化硼粉末质量20%的偶联剂，于65℃下反应5h，以3500r/min转速离心，取离心物用离心物质量4倍的体积分数为50%的乙醇溶液洗涤后，移至70℃烘箱干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：25：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，以300W超声波分散处理12min，得分散液，取分散液于水浴68℃，加入预处理氮化硼质量4倍的乙酸钠混合，以350r/min搅拌4h，得搅拌液，取搅拌液密封于190℃反应釜下，保温11h后，自然冷却至室温，出料，以3500r/min离心12min，静置20min，真空抽滤，取滤渣用滤渣质量4倍的无水乙醇清洗后，于60℃烘箱干燥，即得复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：4份辅料、9份粘结剂、12份轻质碳酸钙、17份氮化硅、6份聚乙烯蜡、7份仲烷基苯磺酸钠、17份水，其特征在于，还包括：25份改性玻化微珠、36份复合改性氮化硼材料。
一种陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取4份辅料、9份粘结剂、12份轻质碳酸钙、17份氮化硅、6份聚乙烯蜡、7份仲烷基苯磺酸钠、17份水、25份改性玻化微珠、36份复合改性氮化硼材料；
（2）先于水浴40℃，取辅料、粘结剂、轻质碳酸钙、水、聚乙烯蜡、仲烷基苯磺酸钠于混料机混合，以400r/min搅拌40min后，升温至70℃，加入氮化硅、改性玻化微珠、复合改性氮化硼材料混合均匀，得浆料，取浆料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中，以75℃/min的升温速率升温至750℃，并于20MPa的压力下保温15min后随炉冷却至室温，得陶瓷复合材料。
对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性玻化微珠。
对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合改性氮化硼材料。
对比例3：无锡市某公司生产的陶瓷复合材料。
按GB/T3810.7-2016测试方法，检测陶瓷材料的性能。
测试结果见表1。
表1：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
抗折强度（MPa） 300 310 304 280 268 260
耐磨性 0.028 0.029 0.027 0.018 0.021 0.015
莫氏硬度 9.0 8.9 8.7 8.3 8.0 7
冷热急变性(次) 10 12 11 8 9 4
综合上述，本发明的陶瓷复合材料，相比于市售产品效果更好，不伤害锅炉使用寿命，值得大力推广。

Claims (10)

1.一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。
2.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。
3.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述粘结剂：按质量比4：1~2：5~8取聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、水混合，即得粘结剂。
4.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合搅拌，静置，得预水化物，取预水化物干燥，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。
5.根据权利要求4所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。
6.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，超声处理，加入氮化硼粉末质量40~55%的盐酸多巴胺混合，反应4~6h，加入氮化硼粉末质量15~25%的偶联剂，于60~70℃下反应4~6h，离心，取离心物用离心物质量3~6倍的的乙醇溶液洗涤后，干燥，得预处理氮化硼；
（2）按质量比1：20~30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，超声波分散，得分散液，取分散液于60~75℃，加入预处理氮化硼质量2~5倍的盐料混合搅拌，得搅拌液，取搅拌液于180~200℃密封，保温，冷却，出料，离心，静置，真空抽滤，取滤渣用乙醇清洗，干燥，即得复合改性氮化硼材料。
7.根据权利要求6所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述步骤（1）中的混合液：按质量比4：1~2取Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。
8.根据权利要求6所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述步骤（1）中的偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的任意一种。
9.根据权利要求6所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述步骤（2）中的溶剂：按质量比5：1~2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。
10.根据权利要求6所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述步骤（2）中的盐料：按质量比4：1：1~2取乙酸钠、氯化钾、磷酸钠混合，即得盐料。
CN201810737525.1A 2018-07-06 2018-07-06 一种陶瓷复合材料 Withdrawn CN108623307A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737525.1A CN108623307A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种陶瓷复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737525.1A CN108623307A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种陶瓷复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108623307A true CN108623307A (zh) 2018-10-09

Family

ID=63688781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810737525.1A Withdrawn CN108623307A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 一种陶瓷复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108623307A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527404A (zh) * 2019-09-25 2019-12-03 湘潭大学 一种复合材料改性耐磨防腐涂料及其制备方法
CN110713716A (zh) * 2019-11-23 2020-01-21 西北工业大学 一种高导热聚多巴胺修饰氮化硼/聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN110903608A (zh) * 2019-12-13 2020-03-24 华北电力大学 一种高导热环氧复合材料及其制备方法
CN115558345A (zh) * 2022-10-21 2023-01-03 江苏东鋆光伏科技有限公司 一种抗老化耐腐蚀电池背板及其制备方法
CN116425463A (zh) * 2023-04-06 2023-07-14 徐州世威隆盛建设工程有限公司 一种早强耐寒的混凝土材料及其制备方法
CN116622283A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 广东优冠生物科技有限公司 一种防火阻燃性贝壳基材涂料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1332707A (zh) * 1998-11-19 2002-01-23 维苏维尤斯·克鲁斯布公司 复合材料
CN107629461A (zh) * 2017-10-19 2018-01-26 北京大学 一种针对惰性表面的高效修饰功能化手段

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1332707A (zh) * 1998-11-19 2002-01-23 维苏维尤斯·克鲁斯布公司 复合材料
CN107629461A (zh) * 2017-10-19 2018-01-26 北京大学 一种针对惰性表面的高效修饰功能化手段

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNLI ZHANG等: "h-BN decorated with Fe3O4 nanoparticles through mussel-inspired chemistry of dopamine for reinforcing anticorrosion performance of epoxy coatings", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
任思明等: "聚多巴胺修饰六方氮化硼及其环氧复合涂层的腐蚀行为", 《中国表面工程》 *
殷素红等: "膨胀玻化微珠表面改性及其机理研究", 《硅酸盐通报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527404A (zh) * 2019-09-25 2019-12-03 湘潭大学 一种复合材料改性耐磨防腐涂料及其制备方法
CN110527404B (zh) * 2019-09-25 2021-05-25 湘潭大学 一种复合材料改性耐磨防腐涂料及其制备方法
CN110713716A (zh) * 2019-11-23 2020-01-21 西北工业大学 一种高导热聚多巴胺修饰氮化硼/聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN110713716B (zh) * 2019-11-23 2022-01-28 西北工业大学 一种高导热聚多巴胺修饰氮化硼/聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN110903608A (zh) * 2019-12-13 2020-03-24 华北电力大学 一种高导热环氧复合材料及其制备方法
CN115558345A (zh) * 2022-10-21 2023-01-03 江苏东鋆光伏科技有限公司 一种抗老化耐腐蚀电池背板及其制备方法
CN116425463A (zh) * 2023-04-06 2023-07-14 徐州世威隆盛建设工程有限公司 一种早强耐寒的混凝土材料及其制备方法
CN116622283A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 广东优冠生物科技有限公司 一种防火阻燃性贝壳基材涂料及其制备方法
CN116622283B (zh) * 2023-07-24 2023-11-07 广东优冠生物科技有限公司 一种防火阻燃性贝壳基材涂料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108623307A (zh) 一种陶瓷复合材料
CN106747541B (zh) 一种原位合成莫来石晶须自增韧的莫来石陶瓷的方法
US20190077715A1 (en) Thermoset ceramic compositions, inorganic polymer coatings, inorganic polymer mold tooling, inorganic polymer hydraulic fracking proppants, methods of preparation and applications therefore
CN104194717B (zh) 一种耐高温陶瓷先驱体粘结剂的制备方法
CN101812233A (zh) 一种双组份加成室温固化硅橡胶及其制备方法
CN108569895B (zh) 一种新能源电动汽车用氧化铝陶瓷的制备方法
CN101333114A (zh) 一种高导热率氮化铝陶瓷基片的制作方法
CN1332910C (zh) 采用粉末冶金工艺制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法
CN104387073B (zh) 基于反应烧结法制造超细高韧性碳化硅陶瓷材料的方法
CN102249722A (zh) 原位生成莫来石晶须增強高温陶瓷辊棒
CN105948759A (zh) 真空热压烧结法制备的氮化铝陶瓷基片及其制备方法
CN108083672A (zh) 一种水玻璃固化剂及其制备方法与应用
CN107954725A (zh) 抗水解氮化铝粉体及其制备方法
CN109894571A (zh) 一种铸造涂料的制备方法
CN109734457B (zh) 一种高硬度Sialon陶瓷材料及其制备方法和应用
CN106518088A (zh) 一种高性能氮化硅密封环的制备方法
CN108892519A (zh) 一种耐火材料及其制备方法
CN103253939B (zh) 一种碳-碳化硅复合材料的制备方法
CN105170873A (zh) 一种新型改性型砂
CN108516807B (zh) 一种汽车压力传感器用氧化铝陶瓷的制备方法
CN110304853B (zh) 一种适用于金属基底的地聚物涂层及其制备方法
CN109809802B (zh) 一种氧化铝-氧化钛-氧化锆陶瓷材料的制备方法
CN107474722A (zh) 一种散热涂料及其制备方法
CN111892396A (zh) 一种六铝酸钙不沾铝浇注料
CN114956829B (zh) 一种干熄焦斜道用氮化硅结合碳化硅砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20181009