本發明屬于材料領域，具體涉及一種高強、高韌的陶瓷復合材料及其制備。
背景技術：
：復合材料通常具有不同材料相互取長補短的良好綜合性能。復合材料兼有兩種或兩種以上材料的特點，能改善單一材料的性能，如提高強度、增加韌性和改善介電性能等。作為高溫結構材料用的陶瓷復合材料，主要用于宇航，軍工等部門。此外，在機械、化工、電子技術等領域也廣泛采用各種陶瓷復合材料。陶瓷基復合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復合的一類復合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結構陶瓷。這些先進陶瓷具有耐高溫、高強度和剛度、相對重量較輕、抗腐蝕等優異性能，而其致命的弱點是具有脆性，處于應力狀態時，會產生裂紋，甚至斷裂導致材料失效。而采用高強度、高彈性的纖維與基體復合，則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴展，從而得到有優良韌性的纖維增強陶瓷基復合材料。陶瓷基復合材料具有優異的耐高溫性能，主要用作高溫及耐磨制品。現有陶瓷復合材料的韌性有待提高。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種高強、高韌的陶瓷復合材料及其制備。本發明的上述目的是通過下面的技術方案得以實現的：一種陶瓷復合材料，通過如下重量份的原料制備而成：納米碳化鈦，35-45份；納米氮化鈦，30-40份；納米碳化硅，25-35份；方解石粉，5-15份；改性納米伊里土，5-15份；去離子水，8-12份；礦物油，6-10份；硅烷偶聯劑KH560，3-5份；富馬酸，2-4份；所述改性納米伊里土的制備方法為：將60-80重量份的納米伊里土放入質量分數為20-30％冰醋酸溶液浸泡3-5小時后，取出沖洗至中性，50-60℃烘干至含水量為3-5％；加入4-6份蓖麻油混合均勻，再加入3-5份二巰基丙醇、1-3份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。優選地，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。優選地，所述的陶瓷復合材料通過如下重量份原料制成：納米碳化鈦，40份；納米氮化鈦，35份；納米碳化硅，30份；方解石粉，10份；改性納米伊里土，10份；去離子水，10份；礦物油，8份；硅烷偶聯劑KH560，4份；富馬酸，3份。優選地，所述的陶瓷復合材料通過如下重量份原料制成：納米碳化鈦，35份；納米氮化鈦，30份；納米碳化硅，25份；方解石粉，5份；改性納米伊里土，5份；去離子水，8份；礦物油，6份；硅烷偶聯劑KH560，3份；富馬酸，2份。優選地，所述的陶瓷復合材料通過如下重量份原料制成：納米碳化鈦，45份；納米氮化鈦，40份；納米碳化硅，35份；方解石粉，15份；改性納米伊里土，15份；去離子水，12份；礦物油，10份；硅烷偶聯劑KH560，5份；富馬酸，4份。上述陶瓷復合材料的制備方法，包括如下步驟：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過200-300目篩，850-950℃煅燒0.5-1.5小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，120-140℃烘干；步驟S3，1650-1750℃下熱壓，熱壓壓力為25-35MPa，熱壓時間為50-60分鐘。本發明的優點：本發明提供的陶瓷復合材料硬度、強度和韌度高，且制備方法簡易。具體實施方式下面結合實施例進一步說明本發明的實質性內容，但并不以此限定本發明保護范圍。盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。實施例1：陶瓷復合材料的制備原料重量份比：納米碳化鈦，40份；納米氮化鈦，35份；納米碳化硅，30份；方解石粉，10份；改性納米伊里土，10份；去離子水，10份；礦物油，8份；硅烷偶聯劑KH560，4份；富馬酸，3份。其中，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例2：陶瓷復合材料的制備原料重量份比：納米碳化鈦，35份；納米氮化鈦，30份；納米碳化硅，25份；方解石粉，5份；改性納米伊里土，5份；去離子水，8份；礦物油，6份；硅烷偶聯劑KH560，3份；富馬酸，2份。其中，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例3：陶瓷復合材料的制備原料重量份比：納米碳化鈦，45份；納米氮化鈦，40份；納米碳化硅，35份；方解石粉，15份；改性納米伊里土，15份；去離子水，12份；礦物油，10份；硅烷偶聯劑KH560，5份；富馬酸，4份。其中，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例4：陶瓷復合材料的制備原料重量份比：納米碳化鈦，40份；納米氮化鈦，35份；納米碳化硅，30份；方解石粉，10份；改性納米伊里土，8份；去離子水，10份；礦物油，8份；硅烷偶聯劑KH560，4份；富馬酸，3份。其中，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例5：陶瓷復合材料的制備原料重量份比：納米碳化鈦，40份；納米氮化鈦，35份；納米碳化硅，30份；方解石粉，10份；改性納米伊里土，12份；去離子水，10份；礦物油，8份；硅烷偶聯劑KH560，4份；富馬酸，3份。其中，所述改性納米伊里土的制備方法為：將70重量份的納米伊里土放入質量分數為25％冰醋酸溶液浸泡4小時后，取出沖洗至中性，55℃烘干至含水量為4％；加入5份蓖麻油混合均勻，再加入4份二巰基丙醇、2份納米石墨粉，混合研磨，過200目篩即得。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和改性納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例6：對比實施例，納米伊里土不改性原料重量份比：納米碳化鈦，40份；納米氮化鈦，35份；納米碳化硅，30份；方解石粉，10份；納米伊里土，10份；去離子水，10份；礦物油，8份；硅烷偶聯劑KH560，4份；富馬酸，3份。陶瓷復合材料的制備方法：步驟S1，將納米碳化鈦、納米氮化鈦、納米碳化硅、方解石粉和納米伊里土混合球磨后過250目篩，900℃煅燒1小時，得混合顆粒；步驟S2，向步驟S1所得混合顆粒中加入剩余物料后球磨至混合均勻，130℃烘干；步驟S3，1700℃下熱壓，熱壓壓力為30MPa，熱壓時間為55分鐘。實施例7：效果實施例分別測試實施例1-6制備的陶瓷復合材料的硬度、強度和韌度，結果見下表：維氏硬度(GPa)抗彎強度(MPa)斷裂韌度(MPa·m1/2)實施例1125129020實施例611812406實施例2-5與實施例1基本一致，不再一一羅列。結果表明，本發明提供的復合材料硬度、強度和韌度高，且制備方法簡易。上述實施例的作用在于說明本發明的實質性內容，但并不以此限定本發明的保護范圍。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和保護范圍。當前第1頁1 2 3