1.一种基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:以Si3N4为基体,TiC为增强相,Al2O3和Y2O3为烧结助剂,将上述原料经湿法球磨混料和放电等离子烧结制备而成。
2.如权利要求1所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法中,所述原料的体积百分比如下:α-Si3N4 70-85%,TiC 5-15%,Al2O3 1-
6%,Y2O3 3-7%。
3.如权利要求2所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述TiC的体积百分比为7-10%,或所述Al2O3的体积百分比为2-4%,或所述Y2O3的体积百分比为4-6%。
4.如权利要求3所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述原料的体积百分比如下:α-Si3N4 82%,TiC 10%,Al2O3 4%,Y2O36%;
或,所述原料的体积百分比如下:α-Si3N4 82%,TiC 10%,Al2O3 3%,Y2O3 5%;
或,所述原料的体积百分比如下:α-Si3N4 75%,TiC 15%,Al2O3 4%,Y2O3 6%。
5.如权利要求3所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述α-Si3N4粉体平均粒径为0.5-1μm;
或,所述TiC粉体平均粒径为0.5-1μm;
或,所述Al2O3粉体平均粒径为0.5-2μm;
或,所述Y2O3粉体平均粒径为0.1-0.5μm。
6.如权利要求1所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括以下步骤:(1)将α-Si3N4、TiC粉体分别加入分散介质中使其分散均匀得到α-Si3N4悬浮液及TiC悬浮液,将其混合得到复相悬浮液;
(2)称取α-Si3N4重量1-5wt%的分散剂,加入分散介质中溶解后将分散剂溶液加入上述复相悬浮液中,再添加Al2O3和Y2O3粉体使其分散均匀得到混合体系;
(3)将步骤(2)得到的混合体系转移至球磨罐中进行球磨;完成后的球磨液干燥后过筛得到混合粉料;
(4)将步骤(3)所述混合粉料装入模具成型,再进行放电等离子烧结。
7.如权利要求6所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)或(2)中,所述分散介质为包括但不限于无水乙醇或无水甲醇;
或,所述步骤(2)中,所述分散剂为包括但不限于聚乙二醇,具体的,为聚乙二醇6000;
或,所述步骤(3)中,所述球磨按照球料重量比10:0.5~1.5加入球磨球,在保护气氛下进行球磨40~50h;具体的,所述保护气氛为氮气;
或,所述步骤(3)中,所述球磨球为硬质合金小球YG6或YG8;
或,所述步骤(3)中,球磨液的干燥方式包括但不限于常压干燥、真空干燥、喷雾干燥或冷冻干燥中的一种;具体的,所述干燥采用真空干燥,80-120℃下干燥12-24小时;
或,所述步骤(3)中,球磨液干燥后经100-120目筛过筛,得到混合粉料;
或,所述步骤(4)中,所述放电等离子烧结参数:升温速率:在1300℃之前,90-110℃/min,高于1300℃,30-50℃/min;烧结温度1650-1750℃;保温时间20-35min,分别在1600℃和达到烧结温度后保温10-17min;轴向压力25-35MPa。
8.如权利要求7所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)按比例称取α-Si3N4、TiC粉体,分别加入适量的无水乙醇为分散介质,超声分散并机械搅拌10-20min,制得α-Si3N4悬浮液、TiC悬浮液,将两种悬浮液混合得到复相悬浮液;
(2)称取α-Si3N4重量的1-5wt%的聚乙二醇6000,以无水乙醇溶解后加入复相悬浮液中然后按比例添加Al2O3和Y2O3粉体,超声分散并机械搅拌30-50min;
(3)将步骤(2)所得的最终悬浮液倒入球磨罐,按照球料重量比10:1加入球磨球,在保护气氛下进行球磨48h,将球磨液在真空干燥箱80-120℃下干燥12-24小时,然后经100-120目筛过筛,得到混合粉料,密封保存备用;
(4)将步骤(3)得到的混合粉料装入石墨模具中,经冷压成型后放入放电等离子烧结炉中进行烧结。
9.权利要求1-8任一项所述基于放电等离子烧结的Si3N4/TiC陶瓷材料的制备方法制备得到的Si3N4/TiC陶瓷材料。
10.权利要求9所述Si3N4/TiC陶瓷材料在生产切削工具、耐磨零件、插件以及航空工业用产品等领域的应用。