專利名稱：一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化物陶瓷基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化物陶瓷(氧化鋁，部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁 陶瓷)是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)陶瓷，具有高硬度、高強度、低密度、高剛度、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，對于 航空航天結(jié)構(gòu)材料降低結(jié)構(gòu)重量和提高飛行器的結(jié)構(gòu)效率、服役可靠性及延長壽命具有極 為重要的作用，但在高溫下摩擦性能差，摩擦系數(shù)和磨損率都很高。 氧化物陶瓷的摩擦系數(shù)強烈依賴于服役條件，在室溫下摩擦系數(shù)在0. 2-0. 4之 間，磨損率為10—6mm3/N m。當服役條件在400°C以上時，摩擦系數(shù)達0. 8_1. 5，磨損率為 10—4-10—3mm3/N，m，摩擦性能很差。鑒于氧化物陶瓷摩擦磨損性能差的現(xiàn)狀，研究人員進行了 大量的研究，通過在氧化物陶瓷中引入增韌相來提高氧化物陶瓷陶瓷的摩擦磨損性能，一 般添加的增韌相為Zr(^、 SiC或Ti(CN)等，雖然一定程度上提高了氧化物陶瓷基材料的摩 擦磨損性能，但是仍不理想。另外，現(xiàn)有制備氧化物陶瓷基材料的制備工藝燒結(jié)溫度較高， 在制備復(fù)合材料時，不利于材料的燒結(jié)致密。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有氧化物陶瓷基陶瓷材料在室溫至76(TC的廣域溫度 下摩擦磨損性能差，及現(xiàn)有制備工藝燒結(jié)溫度高的問題，本發(fā)明提供了一種氧化物陶瓷/ 堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料及其制備方法。 本發(fā)明一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由20 % 50%氧化物陶瓷相、30% 60%堿土金屬硫酸鹽相和5% 25%銀相組成。本發(fā)明氧化物 陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、按體積百分比 將20% 50%的氧化物陶瓷粉、30% 60%的堿土金屬硫酸鹽粉和5% 25%的銀粉裝 入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入無水乙醇和氧化物陶瓷磨球，以100 150轉(zhuǎn)/分 鐘的速率球磨濕混10 15h，其中，無水乙醇的加入量為氧化物陶瓷粉、堿土金屬硫酸鹽粉 和銀粉總質(zhì)量的1 3倍，氧化物陶瓷粉、堿土金屬硫酸鹽粉和銀粉的總質(zhì)量與氧化物陶瓷 磨球的質(zhì)量比為1 : 3 4 ;二、將球磨濕混后的混合粉體在80 IO(TC下烘干后過40目 篩，然后將過篩后的均勻細粉體裝入內(nèi)壁鋪有石墨紙的石墨模具，再對石墨模具進行冷壓 處理，保持施加在石墨模具上的壓強為30 50MPa，保壓時間為2 5min ;三、將冷壓處理 后的石墨模具放入放電等離子燒結(jié)爐進行燒結(jié)，石墨模具上施加的壓強與步驟二中冷壓處 理所用的壓強相同，燒結(jié)溫度900 1 IO(TC ，保溫時間2 5min，最后隨爐冷卻即得氧化物 陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料。 本發(fā)明將具有良好潤滑性的堿土金屬硫酸鹽引入氧化物陶瓷基復(fù)合材料中，堿 土金屬硫酸鹽以顆粒形式均勻分散在氧化物陶瓷基復(fù)合材料。在服役時，由于與接觸部件間的摩擦，堿土金屬硫酸鹽被磨球碾壓，然后在摩擦表面形成一層堿土金屬硫酸鹽薄 膜，提高了氧化物陶瓷基復(fù)合材料的摩擦磨損性能，銀相的引入，使得氧化物陶瓷相、堿 土金屬硫酸鹽相和銀相三者之間的結(jié)合更加緊密。本發(fā)明氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸 鹽/銀復(fù)合材料室溫下的摩擦系數(shù)在0. 05 0. 2，76(TC高溫下的摩擦系數(shù)在0. 18 0. 25，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷陶瓷材料的摩擦系數(shù)，尤其在高溫下摩擦系數(shù)的降低更為明 顯；氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料在室溫下和760°C高溫下的磨損率均小 于10—SmmVN'm數(shù)量級。本發(fā)明制得的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料在室 溫-20(TC -400°C -600°C -700°〇循環(huán)摩擦試驗中也表現(xiàn)出良好的摩擦磨損性能，室溫下摩 擦系數(shù)低于0. 2，70(TC高溫下摩擦系數(shù)低于0. 38，磨損率保持在10—5mm3/N m數(shù)量級。
本發(fā)明的制備方法工藝簡單，耗時短，燒結(jié)溫度低，制備得到的氧化物陶瓷/堿土 金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料摩擦磨損性能好，76(TC高溫下仍具有很低的摩擦系數(shù)和磨損率。 本發(fā)明采用放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝，提高了燒結(jié)過程中的升溫速率和降溫速率，縮短 了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，同時提高了陶瓷復(fù)合材料的致密度，降低了粗糙度。
本發(fā)明氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料可廣泛應(yīng)用于航空航天結(jié)構(gòu)件 中。


圖l是具體實施方式
二十三得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料的XRD譜圖， 圖中B表示氧化物陶瓷，參表示堿土金屬硫酸鹽，A表示銀；圖2是具體實施方式
二十三得 到的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料摩擦系數(shù)_時間變化曲線圖，a是室溫下的摩擦系 數(shù)_時間變化曲線，b是76(TC高溫下的摩擦系數(shù)-時間變化曲線；圖3是具體實施方式
二十三得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料在循環(huán)摩擦試驗中摩擦系數(shù)-溫度變化曲 線圖；圖4是具體實施方式
二十四得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料摩擦系數(shù)_時 間變化曲線圖，a是室溫下的摩擦系數(shù)_時間變化曲線，b是76(TC高溫下的摩擦系數(shù)_時 間變化曲線；圖5是具體實施方式
二十四得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料在循環(huán) 摩擦試驗中摩擦系數(shù)-溫度變化曲線圖；圖6是具體實施方式
二十四中經(jīng)76(TC高溫摩擦 磨損試驗后氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡(SEM)微觀形貌圖。
具體實施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的
任意組合。
具體實施方式
一 本實施方式一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料按 體積百分比由20 % 50 %氧化物陶瓷相、30 % 60 %堿土金屬硫酸鹽相和5 % 25 %銀相 組成。 本實施方式中氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料室溫下的摩擦系數(shù)在 0. 05 0. 15，76(TC高溫下的摩擦系數(shù)在0. 18 0. 25，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷陶瓷材料的 摩擦系數(shù)，尤其在高溫下摩擦系數(shù)的降低更為明顯；氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù) 合材料在室溫下和76(TC高溫下的磨損率均小于10—6mm3/N m數(shù)量級。本實施方式中氧化 物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料在室溫-200°C -400°C -600°C -70(TC循環(huán)摩擦試
4驗中也表現(xiàn)出良好的摩擦磨損性能，室溫下摩擦系數(shù)低于0.2，70(TC高溫下摩擦系數(shù)低于 0. 38，磨損率保持在10—5mm3/N m數(shù)量級。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是氧化物陶瓷/堿土金屬 硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由30% 40%氧化物陶瓷相、40% 50%堿土金屬硫酸 鹽相和10% 20%銀相組成。其他參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是氧化物陶瓷/堿土金屬 硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由40%氧化物陶瓷相、50%堿土金屬硫酸鹽相和10%銀 相組成。其他參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是氧化物陶瓷/堿土金屬 硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由30%氧化物陶瓷相、50%堿土金屬硫酸鹽相和20%銀 相組成。其他參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四不同的是氧化物陶瓷為氧化 鋁陶瓷，部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯陶瓷或氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷。其他參數(shù)與具體實施方式
一至四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五不同的 是堿土金屬硫酸鹽是 硫酸鋇，硫酸鎂，硫酸鈣或硫酸鍶。其他參數(shù)與具體實施方式
一至五相同。
具體實施方式
七本實施方式氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制 備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、按體積百分比將20% 50%的氧化物陶瓷粉、30% 60%的堿土金屬硫酸鹽粉和5% 25%的銀粉裝入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入 無水乙醇和氧化物陶瓷磨球，以100 150轉(zhuǎn)/分鐘的速率球磨濕混10 15h，其中，無水乙 醇的加入量為氧化物陶瓷粉、堿土金屬硫酸鹽粉和銀粉總質(zhì)量的1 3倍，氧化物陶瓷粉、 堿土金屬硫酸鹽粉和銀粉的總質(zhì)量與氧化物陶瓷磨球的質(zhì)量比為1 : 3 4;二、將球磨濕 混后的混合粉體在80 10(TC下烘干后過40目篩，然后將過篩后的均勻細粉體裝入內(nèi)壁鋪 有石墨紙的石墨模具，再對石墨模具進行冷壓處理，保持施加在石墨模具上的壓強為30 50MPa，保壓時間為2 5min ;三、將冷壓處理后的石墨模具放入放電等離子燒結(jié)爐進行燒 結(jié)，石墨模具上施加的壓強與步驟二中冷壓處理所用的壓強相同，燒結(jié)溫度900 IIO(TC， 保溫時間2 5min，最后隨爐冷卻即得氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料。
本實施方式氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法工藝簡單，耗 時短，燒結(jié)溫度低，制備得到的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的耐摩擦磨損性 能好，在室溫至76(TC高溫范圍內(nèi)均比現(xiàn)有氧化物陶瓷基陶瓷材料的摩擦系數(shù)小，室溫下低 于O. 15，76(TC高溫下低于0. 25，磨損率小，也均小于10—6mm3/N m數(shù)量級。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟一中按體積百分比 將30 40%的氧化物陶瓷粉、40 50%的堿土金屬硫酸鹽粉和10 20%的銀粉裝入耐 磨球磨罐中。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七或八不同的是步驟一中按體積百 分比將30%的氧化物陶瓷粉、50%的堿土金屬硫酸鹽粉和20%的銀粉裝入耐磨球磨罐中。 其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七或八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
七至九不同的是步驟一中的氧化物 陶瓷粉為氧化鋁粉，部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯粉或氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷粉。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至九相同。 本實施方式中氧化物陶瓷粉均為市售產(chǎn)品。其中，氧化鋁粉為浙江弘晟材料科技股份有限公司生產(chǎn)，其平均粒徑為100nm。
具體實施方式
十一 本實施方式與具體實施方式
七至十不同的是步驟一中的堿土金屬硫酸鹽粉為硫酸鋇，硫酸鎂，硫酸鈣或硫酸鍶。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十相同。 本實施方式中堿土金屬硫酸鹽粉依據(jù)
公開日為2008年4月9日，公開號為CN101157472，專利號為200710144316. 8的《一種制備不同晶體形貌納米堿土金屬硫酸鹽粉體的方法》記載的方法制備得到。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
七至十一不同的是步驟一中銀粉是北京浩運工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的，其粒徑為0. 5-2ym。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
七至十二不同的是步驟一中氧化物陶瓷磨球的粒徑在10 20mm。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十二相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
七至十三不同的是步驟一中耐磨球磨罐為聚四氟乙烯球磨罐、聚氨酯球磨罐、尼龍球磨罐或氧化鋁球磨罐。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十三相同。 具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
七至十四不同的是步驟一中球磨速率為120 140轉(zhuǎn)/分鐘。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
七至十四不同的是步驟一中球磨速率為130轉(zhuǎn)/分鐘。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十四相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
七至十六不同的是步驟二中在烘干球磨濕混后的混合粉體前，用篩子把氧化鋁陶瓷磨球從混合粉體中篩分出來，再采用空氣烘干箱將球磨濕混后的混合粉體烘干。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十六相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
七至十七不同的是步驟二中將5g篩分后的均勻細粉體裝入直徑為小20mm，高為40mm的圓柱形石墨模具中。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十七相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
七至十八不同的是步驟二中冷壓處理在數(shù)顯液壓式壓力試驗機上進行。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十八相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
七至十九不同的是步驟二中保持施加在石墨模具上的壓強為35 45MPa。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十九相同。
具體實施方式
二十一 本實施方式與具體實施方式
七至十九不同的是步驟二中保持施加在石墨模具上的壓強為40MPa。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至十九相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
七至二十一不同的是步驟三中燒結(jié)溫度為IOO(TC。其他步驟及參數(shù)與具體實施方式
七至二十一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、按體積百分比將40%的氧化鋁陶瓷粉、50%的硫酸鍶粉和10%的銀粉裝入聚氯乙烯罐中，再向聚氯乙烯罐中加入無水乙醇和氧化物陶瓷球，以120轉(zhuǎn)/分鐘的速率球磨濕混12h得混合粉體，其中，無水乙醇的加入量為氧化鋁陶瓷粉、硫酸鍶粉和銀粉總質(zhì)量的3倍，氧化鋁陶瓷粉、硫酸鍶粉和銀粉的總質(zhì)量與氧化鋁陶瓷球的質(zhì)量比為l : 3;二、將球磨濕混后的混合粉體在10(TC空氣烘干箱中烘干后過40目篩，然后將5g篩分后的細粉體裝入直徑為小20mm，高為40mm的圓柱形內(nèi)壁鋪有石墨紙的石墨模具中，再對石墨模具進行冷壓處理，保持施加在石墨模具上的壓強為40MPa，保壓時間為2min ;三、將冷壓處理后的石墨模具放入放電等離子燒結(jié)爐進行燒結(jié)，石墨模具上施加的壓強為40MPa，燒結(jié)溫度IOO(TC，保溫時間5min，最后隨爐冷卻即得氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料。 本實施方式將制備得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料進行X射線衍射能譜(XRD)分析，所得譜線如圖l所示。由圖l可見，本實施方式制備得到的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料由氧化鋁陶瓷相、硫酸鍶相和銀相組成。 本實施方式對制備的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料進行摩擦磨損試驗，試驗中采用球盤式干摩擦，測試結(jié)果如圖2所示。如圖2中a所示，氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料在室溫下的摩擦系數(shù)在0. 08 0. 15間，由圖2中b可知，76(TC高溫下氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料的摩擦系數(shù)在0. 20 0. 25間，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷基陶瓷材料的摩擦系數(shù)。本實施方式對制備的氧化鋁陶瓷/硫酸鍶/銀復(fù)合材料進行室溫-20(TC -400°C -600°C -70(TC升溫過程的循環(huán)摩擦試驗，每個溫度下測試20分鐘，其測試結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，摩擦系數(shù)在0. 10 0. 40之間，磨損率為8. 1973X 10—5mm3/Nm。
具體實施方式
二十四本實施方式氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、按體積百分比將30%的氧化鋁陶瓷粉、50%的硫酸鎂粉和20%的銀粉裝入聚氨酯球磨罐中，再向聚氨酯球磨罐中加入無水乙醇和氧化物陶瓷球，以120轉(zhuǎn)/分鐘的速度球磨濕混12h得混合粉體，其中，無水乙醇的加入量為氧化鋁陶瓷粉、硫酸鎂粉和銀粉總質(zhì)量的2倍，氧化鋁陶瓷粉、硫酸鎂粉和銀粉的總質(zhì)量與氧化鋁陶瓷磨球的質(zhì)量比為l : 4;二、將球磨濕混后的混合粉體在8(TC空氣烘干箱中烘干后過40目篩，然后將5g篩分后的細粉體裝入直徑為小20mm，高為40mm的圓柱形內(nèi)壁鋪有石墨紙的石墨模具中，再對石墨模具進行冷壓處理，保持施加在石墨模具上的壓強為40MPa，保壓時間為2min ;三、將冷壓處理后的石墨模具放入放電等離子燒結(jié)爐進行燒結(jié)，石墨模具上施加的壓強為40MPa，燒結(jié)溫度IOO(TC，保溫時間5min，最后隨爐冷卻即得氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料。 本實施方式對制備的氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料進行摩擦磨損試驗，試驗中采用球盤式干摩擦，測試結(jié)果如圖4所示。如圖4中a所示，氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料在室溫下的摩擦系數(shù)在0. 06 0. 10間，由圖4中b可知，76(TC高溫下氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料的摩擦系數(shù)在0. 18 0. 25間，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷基陶瓷材料的摩擦系數(shù)。本實施方式對制備的氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料進行室溫-200°C -400°C -600°C _7001:升溫過程的循環(huán)摩擦試驗，每個溫度下試驗20分鐘，其測試結(jié)果如圖5所示。由圖5可見，摩擦系數(shù)在0. 10 0. 25之間，磨損率為1. 9118 X 10—5mm3/Nm。 本實施方式對經(jīng)76(TC高溫摩擦磨損試驗后的氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料進行了表面微觀形貌表征，如圖6所示。由圖6可見，經(jīng)76(TC高溫摩擦磨損試驗后的氧化
7鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料，在進行摩擦磨損試驗的表面上形成一層薄膜。分析知，在摩擦磨損試驗過程中，分散在氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料中的堿土金屬硫酸鎂被磨球碾壓，在表面形成一層硫酸鎂薄膜，由于硫酸鎂薄膜的潤滑性，使得氧化鋁陶瓷/硫酸鎂/銀復(fù)合材料的摩擦磨損性能提高。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
二十三或二十四不同的是步驟一中按體積百分比將部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯粉(TZ3Y20A)、硫酸鈣粉和銀粉混合裝入尼龍球磨罐中，得到TZ3Y20A/硫酸*丐/銀復(fù)合材料。 本實施方式得到的TZ3Y20A/硫酸鈣/銀復(fù)合材料室溫下的摩擦系數(shù)為0. 05 0. 10間，76(TC高溫下的摩擦系數(shù)在0. 17 0. 23間，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷基材料的摩擦系數(shù)。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
二十三或二十四不同的是步驟一中按體積百分比將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷粉、硫酸鋇粉和銀粉混合裝入尼龍球磨罐中，得到氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷粉/硫酸鋇/銀復(fù)合材料。 本實施方式得到的氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷粉/硫酸鋇/銀復(fù)合材料室溫下的摩擦系數(shù)為0. 06 0. 09間，76(TC高溫下的摩擦系數(shù)在0. 18 0. 24間，均低于現(xiàn)有氧化物陶瓷基材料的摩擦系數(shù)。
權(quán)利要求
一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料，其特征在于氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由20％～50％氧化物陶瓷相、30％～60％堿土金屬硫酸鹽相和5％～25％銀相組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料，其特征在 于氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料按體積百分比由30% 40%氧化物陶瓷相、 40 % 50%堿土金屬硫酸鹽相和10 % 20%銀相組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料，其特 征在于氧化物陶瓷為氧化鋁陶瓷，部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯陶瓷或氧化鋯增韌 氧化鋁陶瓷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料，其特征在 于堿土金屬硫酸鹽為硫酸鍶，硫酸鎂，硫酸鈣或硫酸鋇。
5. 如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法是通過 以下步驟實現(xiàn)的一、按體積百分比將20% 50%的氧化物陶瓷粉、30% 60%的堿土金 屬硫酸鹽粉和5% 25%的銀粉裝入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入無水乙醇和氧 化物陶瓷磨球，以100 150轉(zhuǎn)/分鐘的速率球磨濕混10 15h，其中，無水乙醇的加入量 為氧化物陶瓷粉、堿土金屬硫酸鹽粉和銀粉總質(zhì)量的1 3倍，氧化物陶瓷粉、堿土金屬硫 酸鹽粉和銀粉的總質(zhì)量與氧化物陶瓷磨球的質(zhì)量比為1 : 3 4;二、將球磨濕混后的混合 粉體在80 10(TC下烘干后過40目篩，然后將過篩后的均勻細粉體裝入內(nèi)壁鋪有石墨紙的 石墨模具，再對石墨模具進行冷壓處理，保持施加在石墨模具上的壓強為30 50MPa，保壓 時間為2 5min ;三、將冷壓處理后的石墨模具放入放電等離子燒結(jié)爐進行燒結(jié)，石墨模具 上施加的壓強與步驟二中冷壓處理所用的壓強相同，燒結(jié)溫度900 1 IO(TC ，保溫時間2 5min，最后隨爐冷卻即得氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于步驟一中氧化物陶瓷為氧化鋁，部分穩(wěn)定氧化鋯及氧化鋁增強氧化鋯或氧化鋯增 韌氧化鋁陶瓷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方 法，其特征在于步驟一中堿土金屬硫酸鹽為硫酸鍶，硫酸鎂，硫酸鈣或硫酸鋇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于步驟一中氧化物陶瓷磨球的粒徑在10 20mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或8所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備方 法，其特征在于步驟二中保持施加在石墨模具上的壓強為35 45MPa。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或8所述的氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料的制備 方法，其特征在于步驟二中保持施加在石墨模具上的壓強為40MPa。
全文摘要
一種氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料及其制備方法，它涉及一種氧化物陶瓷基復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有氧化物結(jié)構(gòu)陶瓷材料在室溫至760℃的廣域溫度下摩擦磨損性能差，及現(xiàn)有制備工藝燒結(jié)溫度高的問題。本發(fā)明氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料由氧化物陶瓷相、堿土金屬硫酸鹽相和銀相組成。本發(fā)明方法是球磨濕混，然后烘干，過篩；過篩后細粉體裝入石墨模具，冷壓處理；再放電等離子燒結(jié)即得氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料。本發(fā)明氧化物陶瓷/堿土金屬硫酸鹽/銀復(fù)合材料室溫和760℃高溫下的摩擦系數(shù)分別為0.05～0.2和0.18～0.25，磨損率也均低于10-6mm3/N·m數(shù)量級，本發(fā)明的方法工藝簡單，燒結(jié)溫度低。
文檔編號C22C29/00GK101701310SQ20091007313
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者劉占國, 周玉, 李玉峰, 梁雪松, 歐陽家虎 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)