本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種改性復(fù)合陶瓷材料。

背景技術(shù)：

陶瓷顆粒具有高的比強度、高的比模量，熱膨脹系數(shù)小，以及良好的耐高溫性和耐磨性等優(yōu)點，現(xiàn)已作為輕量化結(jié)構(gòu)材料廣泛的應(yīng)用于航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。近年來，隨著國內(nèi)航空航天及汽車、電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，對復(fù)合陶瓷材料的需求量正逐年增加。目前，復(fù)合陶瓷材料的制備工藝有粉末冶金、擠壓鑄造、噴射共沉積和攪拌鑄造等方法。進行納米改性復(fù)合陶瓷材料具有生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，工藝流程短，生產(chǎn)率高等特點，是高性能改性復(fù)合陶瓷材料工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)較為理想的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改性復(fù)合陶瓷材料，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣5-8份、氧化硅10-20份、焦磷酸鈉2-6份、氧化鋁4-7份、酒石酸鈉7-11份、磷酸二氫鋅2-4份、異塞唑啉酮0.53-0.87份、馬來酸酐5-10份、谷氨酸4-6份、丙烯酸異丙酯3-6份、二甲基硅油2-4份、陶瓷粉末40-50份。

作為本發(fā)明進一步的方案：以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣6-8份、氧化硅13-19份、焦磷酸鈉3-5份、氧化鋁4-7份、酒石酸鈉8-10份、磷酸二氫鋅2-4份、異塞唑啉酮0.65-0.82份、馬來酸酐6-9份、谷氨酸4-6份、丙烯酸異丙酯3-6份、二甲基硅油2-4份、陶瓷粉末44-47份。

作為本發(fā)明進一步的方案：以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣7份、氧化硅15份、焦磷酸鈉4份、氧化鋁6份、酒石酸鈉9份、磷酸二氫鋅3份、異塞唑啉酮0.76份、馬來酸酐8份、谷氨酸5份、丙烯酸異丙酯5份、二甲基硅油3份、陶瓷粉末46份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為10-20μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1120-1200℃，然后保溫30-42min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為100-200nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為8-12MPa，反應(yīng)溫度為60-70℃，反應(yīng)時間為20-30min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

作為本發(fā)明進一步的方案：具體步驟（1）中梯度升溫具體為每1min中升溫10℃。

作為本發(fā)明進一步的方案：具體步驟（1）中然后保溫37min。

作為本發(fā)明進一步的方案：具體步驟（2）中控制反應(yīng)壓強為10MPa，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為25min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明制備的改性復(fù)合陶瓷材料，經(jīng)測試，破壞強度≥2560N，斷裂模數(shù)≥80MPa，強度高，經(jīng)久耐用，滿足市場需求。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣5份、氧化硅10份、焦磷酸鈉2份、氧化鋁4份、酒石酸鈉7份、磷酸二氫鋅2份、異塞唑啉酮0.53份、馬來酸酐5份、谷氨酸4份、丙烯酸異丙酯3份、二甲基硅油2份、陶瓷粉末40份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為10μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1120℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫30min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為100nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為8MPa，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時間為20min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

實施例2

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣6份、氧化硅13份、焦磷酸鈉3份、氧化鋁4份、酒石酸鈉8份、磷酸二氫鋅2份、異塞唑啉酮0.65份、馬來酸酐6份、谷氨酸4份、丙烯酸異丙酯3份、二甲基硅油2份、陶瓷粉末44份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為10μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1120℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫30min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為100nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為8MPa，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時間為20min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

實施例3

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣7份、氧化硅15份、焦磷酸鈉4份、氧化鋁6份、酒石酸鈉9份、磷酸二氫鋅3份、異塞唑啉酮0.76份、馬來酸酐8份、谷氨酸5份、丙烯酸異丙酯5份、二甲基硅油3份、陶瓷粉末46份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為15μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1165℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫37min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為150nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為10MPa，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為25min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

實施例4

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣8份、氧化硅19份、焦磷酸鈉5份、氧化鋁7份、酒石酸鈉10份、磷酸二氫鋅4份、異塞唑啉酮0.82份、馬來酸酐9份、谷氨酸6份、丙烯酸異丙酯6份、二甲基硅油4份、陶瓷粉末47份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為20μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1200℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫42min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為200nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為12MPa，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間為30min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

實施例5

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣8份、氧化硅20份、焦磷酸鈉6份、氧化鋁7份、酒石酸鈉11份、磷酸二氫鋅4份、異塞唑啉酮0.87份、馬來酸酐10份、谷氨酸6份、丙烯酸異丙酯6份、二甲基硅油4份、陶瓷粉末50份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為20μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1200℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫42min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為200nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為12MPa，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間為30min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

對比例1

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：氧化硅15份、氧化鋁6份、酒石酸鈉9份、磷酸二氫鋅3份、馬來酸酐8份、谷氨酸5份、丙烯酸異丙酯5份、二甲基硅油3份、陶瓷粉末46份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、氧化硅、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為15μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1165℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫37min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為150nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為10MPa，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為25min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

對比例2

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣7份、氧化硅15份、焦磷酸鈉4份、氧化鋁6份、磷酸二氫鋅3份、異塞唑啉酮0.76份、馬來酸酐8份、二甲基硅油3份、陶瓷粉末46份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉、氧化鋁混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為15μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，梯度升溫至1165℃，梯度升溫具體為每1min中升溫10℃，然后保溫37min，保溫后在30min內(nèi)降溫至室溫，采用超微破碎，破碎至粒徑為150nm，噴霧干燥，制得超微粉，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入超微粉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、二甲基硅油，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為10MPa，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為25min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

對比例3

一種改性復(fù)合陶瓷材料，以重量份計，由以下原料組成：鋯酸鈣7份、氧化硅15份、焦磷酸鈉4份、酒石酸鈉9份、磷酸二氫鋅3份、異塞唑啉酮0.76份、馬來酸酐8份、谷氨酸5份、丙烯酸異丙酯5份、陶瓷粉末46份。

一種改性復(fù)合陶瓷材料的制備方法，具體步驟為：

（1）首先，將陶瓷粉末、鋯酸鈣、氧化硅、焦磷酸鈉混合，采用球磨機進行研磨，研磨至粒徑為15μm，隨后在氮氣保護下進行燒結(jié)，直接升溫至1165℃，然后保溫37min，保溫后在1h內(nèi)降溫至室溫，制得混合粉末，待用；

（2）接著，在反應(yīng)釜中加入混合粉末、酒石酸鈉、磷酸二氫鋅、異塞唑啉酮、馬來酸酐、谷氨酸、丙烯酸異丙酯，混勻后進行超聲分散，控制反應(yīng)壓強為10MPa，反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)時間為25min，反應(yīng)結(jié)束后，真空冷凍干燥即得。

綜上所述，將本發(fā)明實施例1-5制備及對比例1-3制備的復(fù)合陶瓷材料進行測試；本發(fā)明實施例1-5制備的復(fù)合陶瓷材料，破壞強度為2560-2874N，斷裂模數(shù)為80-84MPa；而對比例1-3制備的復(fù)合陶瓷材料，破壞強度為1895-2261N，斷裂模數(shù)為35-44MPa。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。