一種Mo-ZrB₂-SiC-AlN復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種Mo?ZrB2?SiC?AlN復合材料，由以下質(zhì)量百分比的成分組成：硼化鋯3％～25％，碳化硅2％～10％，氮化鋁2％～8％，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供了一種制備該復合材料的方法，包括以下步驟：一、采用濕法球磨的方法將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉混合均勻，真空烘干后粉碎，得到混合粉料；二、將混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐中進行放電等離子燒結(jié)，得到Mo?ZrB2?SiC?AlN復合材料。本發(fā)明能耗低，周期短，所制備的復合材料微觀組織細小均勻，這種理想的微觀組織使Mo?ZrB2?SiC?AlN復合材料具有如低密度、高強度、高韌性、抗氧化等獨特的性能。
【專利說明】
一種Mo-Zr B2-S i C-Al N復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[000?]本發(fā)明屬于復合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Mo-ZrB2_SiC-AlN復合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，研制替代現(xiàn)有鎳基超合金的超高溫材料勢在必行。超高溫材料所具有的高溫強度和抗氧化性能使得它們能夠勝任于超高溫極端環(huán)境，包括超音速飛行器，空氣再入和火箭推進系統(tǒng)。超高溫材料在航空航天和國防工業(yè)上發(fā)揮著越來越重要的作用。難熔金屬鉬及其合金具有熔點高、較好的抗熱沖擊性能和室溫斷裂韌性，能夠作為超高溫環(huán)境下使用的候選材料，但是它們在空氣中很容易氧化，高溫蠕變性能差而受到限制；另外，鉬及其合金具有很高的密度，這在航天方面的應用時極為不利的。硼化物、碳化物和氮化物陶瓷復合材料具有高熔點、低密度，在高溫下能保持良好的高溫強度，優(yōu)良的抗氧化性能，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性作為超高溫結(jié)構(gòu)材料擁有良好的前途。然而，陶瓷材料有一個共有的特征就是韌性不夠限制了其使用，超高溫陶瓷也表現(xiàn)出低的高溫強度，這種低劣的性能歸因于顆粒的團聚、不均勻、顆粒邊界不純凈，沒有制備出具有完好微觀結(jié)構(gòu)的致密陶瓷材料。另外，硼化物、碳化物和氮化物陶瓷材料因為它們很低的燒結(jié)能力限制了它們的使用。它們本身的化學鍵的性質(zhì)使得它們即使在2000°C以上進行燒結(jié)也難以獲得致密的材料。在這樣高的溫度下進行燒結(jié)會導致晶粒的異常長大，同時也容易形成微裂紋，這對材料的力學性能是非常有害的。因此，為了滿足航天航空技術(shù)發(fā)展和國防建設的需要，必須研制新的超高溫材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。該復合材料的微觀組織細小均勻，密度為7.9g/cm3?8.6g/cm3，理論密度為98.7%?99.5%，室溫斷裂韌性為7MPa.?13MPa.，在1400°C條件下的抗拉強度為329MPa?523MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為12μπι?37μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400°C空氣中使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯3 %?25 %，碳化硅2 %?1 %，氮化鋁2%?8%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]上述的一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料制成:硼化鋯5%?20%，碳化硅3%?8%，氮化鋁4%?7%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]上述的一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料制成:硼化鋯15%，碳化硅6%，氮化鋁7%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0008]步驟一、采用濕法球磨的方法將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉混合均勻，真空烘干后粉碎，得到混合粉料；
[0009]步驟二、將步驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐中，在真空度不大于5X10—2Pa,溫度為1700°C?1800°C，壓力為30MPa?40MPa的條件下放電等離子燒結(jié)3min?7min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0010]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述鉬粉的質(zhì)量純度不小于99.9%。
[0011 ]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μηι。
[0012]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述濕法球磨過程中采用無水乙醇為分散劑，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅粉、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的1.5?3倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g。
[0013]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述濕法球磨的速率為200rpm?300rpm，球料質(zhì)量比為(10?16): I，球磨時間為20h?30h。
[0014]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述烘干的溫度為90°C?100°C。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0016]1、本發(fā)明將納米硼化鋯(ZrB2)和碳化硅(SiC)引入到難熔金屬鉬中，極大提高了難熔金屬鉬的高溫強度和抗氧化性能；將納米氮化鋁(AlN)加入到Mo-ZrB2-SiC復合材料中，提高了材料的燒結(jié)性能，有助于獲得高致密度細晶復合材料。
[0017]2、本發(fā)明采用機械合金化+放電等離子燒結(jié)的工藝過程制備了幾乎完全致密的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，該方法不但具有能耗低、周期短的優(yōu)點，而且制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻。細小的納米陶瓷相均勻分布在鉬基體中，這種理想的微觀組織使Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料具有獨特的性能，如低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點。
[0018]3、本發(fā)明Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料密度為7.9g/cm3?8.6g/cm3，理論密度為98.7%?99.5%，室溫斷裂韌性為7MPa.m1/2?13MPa.m1/2，在1400°C條件下的抗拉強度為329MPa?523MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為12μπι?37μπι。
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例1Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的顯微組織圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)15%，碳化硅(SiC)6%，氮化鋁(A1N)7%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0023]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0024]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的1.5倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g;所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為250rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為13:1，球磨時間為25h;所述烘干的溫度為95°C ;
[0025]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X10—2Pa，溫度為1750 °C，壓力為40MPa的條件下放電等離子燒結(jié)5min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0026]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的顯微組織如圖1所示。從圖1中可以看出，本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的顯微組織中沒有觀察到微裂紋和孔洞等缺陷，材料幾乎完全致密。這是由于本發(fā)明采用機械合金化+放電等離子燒結(jié)方法制備Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，通過機械合金化使硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉混合均勻，并且細化了粉末和提高了燒結(jié)活性;放電等離子燒結(jié)不但具有類似放電等離子燒結(jié)的焦耳熱和加壓造成塑性變形促進燒結(jié)過程，而且獨特之處在于放電等離子燒結(jié)過程中粉末顆粒間會產(chǎn)生直流脈沖電壓，使粉末顆粒間放電產(chǎn)生自發(fā)熱；由放電產(chǎn)生的高能粒子撞擊顆粒間的接觸部分，使物質(zhì)產(chǎn)生蒸發(fā)作用而凈化顆粒表面，提高燒結(jié)活性，降低原子的擴散自由能，有助于加速原子的擴散。進一步分析本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的微觀組織發(fā)現(xiàn)，A1N、A1203和BN分布在ZrB2的三角節(jié)點處，這些產(chǎn)物的形成可以用AlN和B2O3之間的化學反應來解釋:
[0027]2Α1Ν+Β2θ3=Α?2θ3+2ΒΝ (I)
[0028]B2O3是ZrB2顆粒表面氧化而形成的污染物，B2O3氧化層降低了材料的燒結(jié)活性，阻止了材料的致密化。(I)式在室溫下的反應Gibbs自由能為-270kJ/mol，這對反應非常有利。AlN添加劑的主要作用是消耗ZrB2顆粒外面的氧化物層，提高了 ZrB2燒結(jié)活性，有助于獲得高致密度的材料。因此，本發(fā)明采用機械合金化+放電等離子燒結(jié)方法制備Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料不但降低了燒結(jié)溫度，而且能夠獲得微觀組織細小均勻、致密和沒有孔洞及微裂紋等缺陷的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。鉬相平均晶粒尺寸大約為2μπι，顆粒邊界純凈，且呈等軸狀；陶瓷相平均晶粒尺寸大約為lOOnm，納米陶瓷顆粒均勻分布在連續(xù)的鉬基體中，這種理想的微觀組織使Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料具有良好的綜合力學性能。
[0029]ZrB2陶瓷相在1200°C以下具有良好的保護性，但隨著溫度的升高，從而使原來的保護層失效，與氧會發(fā)生進一步反應。這是因為B2O3在1400K時表現(xiàn)出顯著的蒸發(fā)，在1700K以上不具有保護作用。通過加入SiC，可以改變它的氧化動力學，并限制B2O3的揮發(fā)。硅-硼形成硼硅酸鹽更有效地阻止了氧向里面擴散。ZrB2中的B溶解在S12中，形成了硼硅酸鹽玻璃層。在氧化的初期階段，因為這個玻璃層與純S12相比，粘稠度要低，所以表面的孔隙會非?？斓乇淮藢用芊猓柚沽?B2O3的蒸發(fā)。更高溫度的保護，歸功于ZrO2與S12之間反應形成的ZrS1hZrS14直到1949K都是穩(wěn)定的，致密穩(wěn)定的ZrS14氧化膜阻止外面的氧氣侵入造成繼續(xù)氧化，有效地保護了材料。因此，本發(fā)明將納米ZrB2、SiC和AlN超高溫陶瓷引入到難熔金屬鉬中，不但提高了難熔金屬鉬的高溫強度，降低了密度，同時還具有良好的抗氧化性會K。
[0030]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為8.3g/cm3，理論密度為99.5%，室溫斷裂韌性為13MPa.m1氣在1400°C條件下的抗拉強度為523MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為12μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0031]實施例2
[0032]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)5%，碳化硅(SiC)3%，氮化鋁(A1N)4%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0033]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0034]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的2倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g ；所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為200rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為10:1，球磨時間為20h;所述烘干的溫度為90°C ;
[0035]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X10—2Pa，溫度為1700 °C，壓力為30MPa的條件下放電等離子燒結(jié)3min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0036]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為8.4g/cm3，理論密度為99.2%，室溫斷裂韌性為IlMPa.m1氣在1400°C條件下的抗拉強度為369MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為32μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0037]實施例3
[0038]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)20%，碳化硅(SiC)8%，氮化鋁(A1N)6%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0039]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0040]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的3倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g ；所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為300rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為16:1，球磨時間為30h;所述烘干的溫度為100°C ;
[0041]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X 10—2Pa，溫度為1800 °C，壓力為30MPa的條件下放電等離子燒結(jié)7min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0042]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為8.lg/cm3，理論密度為99.5%，室溫斷裂韌性為9MPa.，在1400°C條件下的抗拉強度為479MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為16μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0043]實施例4
[0044]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)3%，碳化硅(SiC)2%，氮化鋁(A1N)2%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0045]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0046]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的2.2倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g;所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為230rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為11: I，球磨時間為22h;所述烘干的溫度為93 °C ;
[0047]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X 10—2Pa，溫度為1730 °C，壓力為35MPa的條件下放電等離子燒結(jié)4min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0048]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為8.6g/cm3，理論密度為98.7%，室溫斷裂韌性為13MPa.m1氣在1400°C條件下的抗拉強度為329MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為37μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0049]實施例5
[0050]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)25%，碳化硅(SiC)10%，氮化鋁(A1N)8%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0051 ]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0052]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的2.8倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g;所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為230rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為15:1，球磨時間為22h;所述烘干的溫度為98°C ;
[0053]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X10—2Pa，溫度為1730 °C，壓力為37MPa的條件下放電等離子燒結(jié)6min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0054]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為7.9g/cm3，理論密度為98.1%,室溫斷裂韌性為7MPa.m1/2，在1400 °C條件下的抗拉強度為523MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為12μπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0055]實施例6
[0056]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯(ZrB2)25%，碳化硅(SiC)10%，氮化鋁(A1N)5%，余量為鉬(Mo)和不可避免的雜質(zhì)。
[0057]本實施例Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的制備方法包括以下步驟:
[0058]步驟一、將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉置于球磨機中，采用濕法球磨的方式混合均勻，然后在真空條件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料;所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述膨化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι;所述濕法球磨過程中采用的分散劑為無水乙醇，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的2.5倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g;所述球磨機為行星式球磨機，所述球磨機的轉(zhuǎn)速為250rpm，濕法球磨的球料質(zhì)量比為16:1，球磨時間為20h;所述烘干的溫度為100°C ;
[0059]步驟二、驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐，在真空度不大于5X 10—2Pa，溫度為1750 °C，壓力為40MPa的條件下放電等離子燒結(jié)5min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。
[0060]本實施例制備的Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料微觀組織細小均勻，密度為8.0g/cm3，理論密度為99.5%，室溫斷裂韌性為1MPa.m1氣在1400°C條件下的抗拉強度為501MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失為12μπιμπι，具有低密度、高強度、高韌性和抗氧化等特點，能夠在1400 °C空氣中使用。
[0061]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:硼化鋯3%?25%，碳化硅2%?10%，氮化鋁2%?8%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料制成:硼化鋯5%?20%，碳化硅3%?8%，氮化鋁4%?7%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料制成:硼化鋯15%，碳化硅6%，氮化鋁7%，余量為鉬和不可避免的雜質(zhì)。4.一種制備如權(quán)利要求1、2或3所述Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、采用濕法球磨的方法將硼化鋯粉、碳化硅粉、氮化鋁粉和鉬粉混合均勻，真空烘干后粉碎，得到混合粉料； 步驟二、將步驟一中所述混合粉料置于放電等離子燒結(jié)爐中，在真空度不大于5 X 10—2Pa,溫度為1700°C?1800°C，壓力為30MPa?40MPa的條件下放電等離子燒結(jié)3min?7min，隨爐冷卻后得到Mo-ZrB2-SiC-AlN復合材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的質(zhì)量純度均不小于99%，所述鉬粉的質(zhì)量純度不小于99.9%。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述硼化鋯粉、碳化硅粉和氮化鋁粉的粒徑均不大于lOOnm，所述鉬粉的粒徑不大于0.5μπι。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述濕法球磨的過程中采用無水乙醇為分散劑，所述無水乙醇的體積為硼化鋯、碳化硅粉、氮化鋁和鉬粉質(zhì)量之和的1.5?3倍，其中體積的單位為mL，質(zhì)量的單位為g。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述濕法球磨的速率為200rpm?300rpm，球料質(zhì)量比為(10?16): I，球磨時間為20h?30h。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述烘干的溫度為90°C?100°C。
【文檔編號】C22C1/05GK105908043SQ201610273312
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】喻吉良, 鄭欣, 張如, 李來平, 裴雅
【申請人】西北有色金屬研究院