1.一种仿木年轮结构镍丝增韧的氮化硅基陶瓷制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,按质量比例取90wt%~91wt%的Si3N4粉体、9wt%~10wt%的Al2O3和Y2O3粉体混合均匀后干燥得到复合粉料;并取相对于复合粉料质量5%~10%的螺旋弹簧结构镍丝;
先用金相砂纸将镍丝表面均匀打磨,再将镍丝仿照木材年轮结构制成4圈不同直径且间距均匀的螺旋弹簧结构;
将称量好的Si3N4粉体、Al2O3和Y2O3粉体放置在球磨罐中,加入二氧化锆球和酒精,使用行星式球磨机进行球磨和混料形成混合浆料,对混合浆料进行干燥后得到复合粉料;
所述二氧化锆球质量和粉体质量的比例为10:1,酒精质量为粉体质量的1/2;所述球磨速度为150r/min~250r/min,球磨时间为300min~600min,10~15个循环,每个循环停5min~9min,正反向交互球磨;所述Si3N4粉体纯度为99.99%,α相>94%,平均粒径0.3μm,Al2O3和Y2O3粉体纯度>99.5%,平均粒径为1μm,镍丝纯度99.9%,直径为0.4mm;
步骤2,将螺旋弹簧结构的镍丝固定在模具中,加入步骤1得到的复合粉料进行预压;
步骤3,对预压后的复合粉料和镍丝在氮气氛围保护下进行烧结,烧结温度为1700℃~
1800℃,压力为30MPa~50MPa,保温保压时间为30min~60min,得到仿木年轮结构镍丝增韧的氮化硅陶瓷复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种仿木年轮结构镍丝增韧的氮化硅基陶瓷制备方法,其特征在于,步骤1中,将混合浆料放于烘箱中进行加热烘干,在蒸发的同时进行搅拌,直至酒精蒸发完毕,形成复合粉料。
3.根据权利要求1所述的一种仿木年轮结构镍丝增韧的氮化硅基陶瓷制备方法,其特征在于,步骤2中,所述复合粉料在加入模具中预压前,将复合粉料研磨后进行过筛,筛网目数为80~160目。
4.根据权利要求1所述的一种仿木年轮结构镍丝增韧的氮化硅基陶瓷制备方法,其特征在于,所述步骤2中,在石墨模具中刷涂立方氮化硼溶液并放入石墨纸,将螺旋弹簧结构的镍丝固定在石墨模具的底座上,再将复合粉料装入石墨模具中。