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专利号: 202011181198X
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料,其特征在于,制备原料按照体积百分数其组成为α‑Si3N4 60‑80%,TiC 5‑15%,ZrSi2 5‑20%,Al2O3 3‑7%,Y2O3 5‑7%;

α‑Si3N4粉体平均粒径为0.5‑1 μm;

TiC粉体平均粒径为0.5‑1 μm;

ZrSi2粉体平均粒径为1‑3 μm;

Al2O3粉体平均粒径为0.5‑2 μm;Y2O3粉体平均粒径为0.1‑0.5 μm;

愈合裂纹的方法为:将裂纹试样在高温空气炉中进行热处理,热处理温度600℃,保温

30min。

2.如权利要求1所述具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料,其特征在于,按照体积百分数其组成为:α‑Si3N4 65‑75%, TiC 10%,ZrSi2 5‑15%,Al2O3 4%,Y2O3 6%;各组分之和为100%。

3.权利要求1所述具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)按比例称取α‑Si3N4、TiC和ZrSi2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15‑25 min,制得α‑Si3N4悬浮液,TiC悬浮液和ZrSi2悬浮液;

(2)将上述三种悬浮液混合得到复相悬浮液;

(3)称取α‑Si3N4重量的1‑4 wt%的分散剂,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20‑40 min;

(4)将步骤(3)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48 h;

(5)将步骤(4)得到的球磨液在真空干燥箱80‑120℃下干燥12‑24 h,然后经100‑120目筛过筛,得到混合粉料,密封保存备用;

(6)将步骤(5)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放电等离子烧结。

4.如权利要求3所述具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述分散剂为聚乙二醇6000。

5.如权利要求3所述具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述球磨球为硬质合金小球YG6或YG8,保护气氛为氮气。

6.如权利要求3所述具有裂纹愈合能力的陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(6)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1700‑1750℃;保温时间20‑35 min,分别在1600℃和达到烧结温度后保温

10‑17 min;轴向压力25‑35 MPa。