一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及，特別是涉及一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料。
【背景技術】
[0002]隨著手機智能穿戴的發展，作為近幾年發展迅速的智能手機和智能手表電子產品，消費者越來越注重從功能到時尚的轉變，產品越來越注重其時尚性，對外觀的要求越來越高。未來，金屬和精細陶瓷將取代大部分高分子材料而成為智能手機、智能手表主要的外觀材料，但金屬和陶瓷作為智能產品的外觀材料也存在一些不足，例如金屬手機外框由于強度不夠容易折彎，撞擊凹陷，精細陶瓷韌性不夠，易斷裂，不耐沖撞。提高金屬的強度和陶瓷的韌性具有十分重要的市場價值。高強度高剛量的納米晶須復合材料，能大大的提高陶瓷的韌性和金屬的強度，但晶須剛量大、硬度高，晶須與基體材料的界面結合強度是其復合材料的難題。晶須通過表面處理使之與基體材料有較好的冶金結合及熱匹配是晶須強化復合材料的關鍵技術。
【發明內容】
[0003]本發明提出一種碳化硅復合晶須及其制備方法、復合材料。
[0004]本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0005]—種碳化硅復合晶須，由以下各組分組成:碳化硅的質量含量為98% -99%、氧化鋁的質量含量為0.5% -1.5%、金屬釔的質量含量為0.1% -0.5%;所述氧化鋁包覆在所述碳化硅的外表面，所述金屬釔包覆在所述氧化鋁的外表面。
[0006]—種碳化硅復合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0007](1)將SiC晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0008](2)將水溶性鋁鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，所述第一混合液的體積占60 % -90 %，所述水溶性鋁鹽的水溶液的體積占10% -40% ；
[0009](3)調節所述第二混合液的pH在4-6之間，氫氧化鋁沉積于所述SiC晶須的表面形成沉淀；
[0010](4)將步驟(3)中的沉淀過濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到SiC_Al203晶須，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0011](5)將SiC-Al203晶須球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得SiC-Al203Y復合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述A1203外表面。
[0012]優選的技術方案中，
[0013]所述步驟(1)中的SiC晶須呈棒狀，長度為500nm-1000nm，直徑為50nm_100nm。
[0014]在所述步驟(1)中的所述分散劑的水溶液中，分散劑的質量含量為1% _2%;所述分散劑為聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一種。
[0015]所述步驟(2)中，在所述水溶性鋁鹽的水溶液中，水溶性鋁鹽的質量含量為5% -10%。
[0016]所述步驟(1)和/或⑵和/或(3)是在40°C _50°C下進行。
[0017]所述步驟(4)中，煅燒的保溫時間為2h_3h。
[0018]所述步驟(5)中，所述沉積是在等離子PVD真空爐中進行，沉積時間為lh_2h，沉積溫度200°C -300°C ;所述步驟(5)中，沉積的金屬釔膜的厚度為1?2 μπι。
[0019]—種復合材料，所述復合材料是由所述的碳化硅復合晶須與基體材料復合燒結而成，在所述復合材料中，所述碳化硅復合晶須的質量含量為1% _10%。
[0020]優選的技術方案中，所述基體材料是氧化鋯陶瓷材料或鋁合金材料。
[0021]本發明與現有技術對比的有益效果是:本發明提供的碳化硅復合晶須，可提高SiC晶須與基體材料的結合強度，該復合晶須既能與氧化鋯陶瓷有較好的結合強度將此晶須加入到氧化鋯陶瓷中，可以制備出高韌性的晶須強化的氧化鋯復合陶瓷材料；同時，該復合晶須又能與鋁合金有較好的潤濕性，將此晶須加入到鋁合金材料中，可以制備出高強度高硬度的鋁合金復合材料。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明【具體實施方式】中的碳化硅復合晶須的截面示意圖；
【具體實施方式】
[0023]下面對照附圖并結合優選的實施方式對本發明作進一步說明。
[0024]本發明提供一種碳化硅復合晶須，在【具體實施方式】中，所述碳化硅復合晶須由以下各組分組成:碳化娃的質量含量為98% -99%、氧化招的質量含量為0.5% -1.5%、金屬?乙的質量含量為0.1% -0.5%;如圖1所示，所述氧化招2成膜包覆在所述碳化娃1的外表面，所述金屬釔3成膜包覆在所述氧化鋁2的外表面。
[0025]本發明提供一種碳化硅復合晶須的制備方法，在具體的實施方式中，包括如下步驟:
[0026](1)將SiC晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15wt%的第一混合液；
[0027](2)將水溶性鋁鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，第一混合液的體積占60% -90%，所述水溶性鋁鹽的水溶液的體積占10% -40% ;
[0028](3)調節所述第二混合液的pH在4-6之間，氫氧化鋁沉積于所述SiC晶須的表面形成沉淀；
[0029](4)將步驟(3)中的沉淀過濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到SiC_Al203晶須，其中，A1203包覆在SiC外表面；
[0030](5)將SiC-Al203晶須球磨分散后，在所述SiC-Al 203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得SiC-Al203-Y復合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述A1203的外表面。
[0031]在一些優選的實施方式中，可以選擇以下方案中的一者或者任意組合:
[0032]所述步驟(1)中SiC晶須呈棒狀，其長度為500nm-1000nm，直徑為50nm_100nm。
[0033]所述步驟(1)中所述分散劑的水溶液中，分散劑的質量含量為1% _2%;所述分散劑為聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)中的至少一種。
[0034]所述步驟⑵中，所述水溶性鋁鹽的水溶液中，水溶性鋁鹽的質量含量為5% -10%。水溶性鋁鹽進一步優選六水硝酸?乙。
[0035]所述步驟(1)和/或⑵和/或(3)是在40 °C -50 °C下進行。
[0036]所述步驟(4)中，煅燒的保溫時間為2h_3h。
[0037]所述步驟(5)中，所述沉積是在等離子PVD真空爐中進行，沉積時間為lh_2h，沉積溫度200°C -300°C ;所述步驟(5)中，沉積的金屬釔膜的厚度為1?2 μπι。
[0038]步驟(3)中用弱酸性物質(如碳酸氫銨、稀鹽酸、醋酸等)調節pH值。
[0039]本發明還提供一種復合材料，在具體的實施方式中，其由上述實施方式中的碳化硅復合晶須與基體材料復合燒結而成，在所述復合材料中，所述碳化硅復合晶須占所述基體材料的質量的1% _10%。
[0040]其中，優選地，所述基體材料是氧化鋯陶瓷材料或鋁合金材料。
[0041]下面通過更具體的實施例對本發明進行詳細闡述。
[0042]實施例一
[0043]碳化硅復合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0044](1)在40°C _50°C下，將SiC晶須加入PVA水溶液中，配制成晶須固含量10被％的第一混合液。其中，SiC晶須的長度為800nm，直徑為50nm ;PVA水溶液中PVA的質量含量為
[0045](2)在40°C -50°C下，將六水硝酸釔水溶液加入步驟(1)的第一混合液中得到第二混合液，第二混合液中，第一混合液的體積占80%，六水硝酸釔水溶液的體積占20%。其中，六水硝酸釔水溶液的質量濃度為5%。
[0046](3