一种层状C/ZrC复合材料及其制备方法
专利汇可以提供一种层状C/ZrC复合材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种层状C/ZrC 复合材料 及其制备方法，属于层状材料制备技术领域。本发明通过对原料中各相组分含量配比进行限定，对 烧结 温度 、压 力 和保温时间进行限定，从而制备出成分可控的层状C/ZrC复合材料。该制备方法采用成本低廉的 氧 化锆及 滤纸 作为锆源和 碳 源，具有广阔的应用前景；所述复合材料的制备方法简单，制备周期短，易于规模化实施，具有较好的实用价值。，下面是一种层状C/ZrC复合材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种层状C/ZrC复合材料，其特征在于，由以下步骤制备而成：
1)将粒径为20-30nm纳米氧化锆粉体和无水乙醇按照1:20质量比进行混合，在常温下进行磁力搅拌加超声分散1h得到混合料浆；之后将混合料浆放入聚四氟乙烯罐中球磨24h，球磨介质为氧化锆球，分散剂为0.5-1wt%聚乙二醇；将混好的浆料倒入真空浸渍设备备用；
将滤纸或吸水率大的废纸裁剪成直径为45mm的圆片；对滤纸进行表面处理之后放入真空浸渍设备进行真空浸渍；将浸渍后的滤纸圆片在真空干燥箱中100℃条件下干燥24h制备成氧化锆/滤纸预制体；
2)氧化锆/滤纸预制体叠层之后放入石墨磨中并在真空热解烧结炉中进行高温烧结，得到层状C/ZrC复合材料。
2.根据权利要求1所述的层状C/ZrC复合材料，其特征在于，所述的高温烧结的条件为
1650-1700℃、20-30MPa条件下烧结2-4h，其升温速度为0-1200℃升温速率为5℃/分钟，
1200-1700℃为3℃/分钟；加压工艺为初始压力至目标压力的时间为20-30min。
3.一种权利要求1或2任一项所述的层状C/ZrC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将粒径为20-30nm纳米氧化锆粉体和无水乙醇按照1:20质量比进行混合，在常温下进行磁力搅拌加超声分散1h得到混合料浆；之后将混合料浆放入聚四氟乙烯罐中球磨24h，球磨介质为氧化锆球，分散剂为0.5-1wt%聚乙二醇；将混好的浆料倒入真空浸渍设备备用；
将滤纸或吸水率大的废纸裁剪成直径为45mm的圆片；对滤纸进行表面处理之后放入真空浸渍设备进行真空浸渍；将浸渍后的滤纸圆片在真空干燥箱中100℃条件下干燥24h制备成氧化锆/滤纸预制体；
2)氧化锆/滤纸预制体叠层之后放入石墨磨中并在真空热解烧结炉中进行高温烧结，得到层状C/ZrC复合材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的高温烧结的条件为1650-1700℃、20-30MPa条件下烧结2-4h，其升温速度为0-1200℃升温速率为5℃/分钟，1200-1700℃为3℃/分钟；加压工艺为初始压力至目标压力的时间为20-30min。
一种层状C/ZrC复合材料及其制备方法
背景技术
发明内容
将滤纸或吸水率大的废纸裁剪成直径为45mm的圆片；对滤纸进行表面处理之后放入真空浸渍设备进行真空浸渍；将浸渍后的滤纸圆片在真空干燥箱中100℃条件下干燥24h制备成氧化锆/滤纸预制体；
2）氧化锆/滤纸预制体叠层之后放入石墨磨中并在真空热解烧结炉中进行高温烧结，得到层状C/ZrC复合材料；高温烧结条件为1650-1700℃、20-30MPa条件下烧结2-4h，其升温速度为0-1200℃升温速率为5℃/分钟，1200-1700℃为3℃/分钟；加压工艺为初始压力至目标压力的时间为20-30min。
附图说明
具体实施方式
将滤纸（或吸水率大的废纸）裁剪成直径为45mm的圆片；对滤纸进行表面处理之后放入真空浸渍设备进行真空浸渍；将浸渍后的滤纸圆片在真空干燥箱中100℃条件下干燥24h制备成氧化锆/滤纸预制体；氧化锆/滤纸预制体经过45层叠片后放入石墨磨中并在真空热压烧结炉中进行高温处理。其制备工艺流程图如图1所示。高温处理条件为：1700℃、30MPa条件下烧结4h，得到层状C/ZrC复合材料；升温速度为0-1200℃升温速率为5℃/分钟，1200-1700℃为3℃/分钟；加压工艺为初始压力至目标压力的时间为20-30min；如图2所示，层状C/ZrC复合材料被成功制备。样品呈现明显的层状。图3为层状碳/碳化锆超高温陶瓷的断面图。从图中可以观察到样品中颗粒生长良好，颗粒尺寸均匀，且可观察到明显的界面结合。层状样品相组成主要为C、ZrC，层厚约为100 μm，层间分布均匀。对样品进行断裂实验，观察其断裂过程，可以明显观察到裂纹偏转现象。证明层状陶瓷可以改变裂纹传播路径，从而增加断裂韧性。其相对密度为1.89 g/m3，弯曲强度为127 MPa。
将滤纸（或吸水率大的废纸）裁剪成直径为45mm的圆片；对滤纸进行表面处理之后放入真空浸渍设备进行真空浸渍；将浸渍后的滤纸圆片在真空干燥箱中100℃条件下干燥24h制备成氧化锆/滤纸预制体；氧化锆/滤纸预制体经过56层叠片后放入石墨磨中并在真空热压烧结炉中进行高温处理。高温处理条件为：1700℃、30MPa条件下烧结4h，得到层状C/ZrC复合材料；升温速度为0-1200℃升温速率为5℃/分钟，1200-1700℃为3℃/分钟；加压工艺为初始压力至目标压力的时间为20-30min；样品中颗粒生长良好，颗粒尺寸均匀，且可观察到明显的界面结合。层状样品相组成主要为C、ZrC，层厚约为100μm，层间分布均匀。对样品进行断裂实验，观察其断裂过程，可以明显观察到裂纹偏转现象。证明层状陶瓷可以改变裂纹传播路径，从而增加断裂韧性。其相对密度为1.95 g/m3，弯曲强度为218 MPa。
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