一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法

摘要

本发明公开了一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，称取镍铬合金粉，氧化铝粉，钇稳定氧化锆加入到球磨罐中，加入球磨珠混合；将混合后的粉末进行球磨处理，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入聚乙烯醇，均匀混合后过筛，放置阴凉处陈腐，然后压制成型；将压制成型的坯体放在阴凉处静置，再将坯体放入烘箱内经三次升温和保温处理后取出；将烘干坯体置于马弗炉中排胶，然后放入真空炉中加热，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。本发明有效提高氧化铝陶瓷的强度，解决使用过程中易碎，脆性断裂等缺陷。

权利要求

1.一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、称取5 30um的镍铬合金粉30 50份，称取1 20um的氧化铝粉30 70份，称取钇稳定氧~ ~ ~ ~

化锆1 10份加入到球磨罐中再称取50 100份的球磨珠加到球磨罐中；

~ ~

S2、将球磨罐放置在球磨机上，球磨10 20h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的~

粉料加入10 15份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过10 40目的筛网筛分，将其放置阴凉处~ ~

陈腐10 20h，完成后在10 100MPa压力下压制成型；

~ ~

S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置20 40h，再将坯体放入烘箱内调节温度30 50~ ~

℃，保温5 20h，再次升温到50 70℃，保温5 20h，最后升温到70 100℃，保温10 30h，烘干后~ ~ ~ ~ ~

取出；

S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至500 600℃，保温3 5h，升温速率1 3℃/min，完成~ ~ ~

排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到5 10Pa，在充入氮气保护后开始升温，~

第一次升温的升温速率为4 8℃/min，升温温度为1000 1100℃，保温时间为1 30min，第二~ ~ ~

次升温速率1 5℃/min，升温到1200 1300℃，保温1 5h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝~ ~ ~

复合材料。

说明书

一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法。

背景技术

[0002] 氧化铝陶瓷由于其机械强度高，耐磨耐蚀性能好，绝缘性能好、高频下介质损耗小，且原料蕴藏丰富，价格低廉等优点，成为当前生产量最大，应用面最广的先进陶瓷材料
目前氧化铝陶瓷制备主要采用烧结工艺。氧化铝为离子键化合物，质点扩散系数很低，熔点
高，使得纯氧化铝的烧结温度一般要在1800℃以上的高温才能达到致密的程度，这对提高
氧化铝陶瓷的性能带来了很大的困难，氧化铝陶瓷的高效低能耗制备，常用的热压烧结，超
高压烧结，热等静压烧结，但烧结成的陶瓷韧性较差，限制了应用范围。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，制备方法简便且制备出的镍铬氧化铝陶瓷复合材料具备金属和
陶瓷的双重性能，同时降低烧结温度，减少传统烧结带来的能耗高问题，满足客户对使用性
能要求。

[0004] 本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，包括以下步骤：

[0006] S1、称取30～50份的镍铬合金粉，30～70份的氧化铝粉，1～10份钇稳定氧化锆加入到球磨罐中，加入50～100份的球磨珠混合；

[0007] S2、将混合后的粉末进行球磨处理，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入10～15份的聚乙烯醇，均匀混合后过筛，放置阴凉处陈腐，然后压制成型；

[0008] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置，再将坯体放入烘箱内经三次升温和保温处理后取出；

[0009] S4、将步骤S3烘干坯体置于马弗炉中排胶，然后放入真空炉中加热，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0010] 具体的，步骤S1中，镍铬合金粉的粒径为5～30um，氧化铝粉的粒径为1～20um。

[0011] 具体的，步骤S2中，球磨处理的时间为10～20h，采用20～40目的筛网过筛，均匀混合后通过10～40目的筛网筛分，陈腐时间为10～20h，压制成型的压力为10～100MPa。

[0012] 具体的，步骤S3中，静置时间为20～40h。

[0013] 具体的，步骤S3中，第一次升温温度为30～50℃，保温时间为5～20h，第二次升温到50～70℃，保温时间5～20h，第三次升温温度为70～100℃，保温时间10～30h。

[0014] 具体的，步骤S4中，马弗炉中排胶处理中，控制升温速率1～3℃/min，升温至500～600℃，保温3～5h。

[0015] 具体的，步骤S4中，真空炉中充入氮气，控制真空度为5～10Pa，经两次升温处理后随炉冷却。

[0016] 进一步的，第一次升温的升温速率为4～8℃/min，升温温度为1000～1100℃，保温时间为1～30min，第二次升温速率1～5℃/min，升温到1200～1300℃，保温1～5h。

[0017] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

[0018] 本发明一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，采用氧化铝粉和镍铬合金粉末，再加入少量钇稳定氧化锆粉球磨混合，通过干压成型，在氮气保护下烧结成镍铬增强氧化
铝复合材料，提高氧化铝陶瓷的强度，解决使用过程中易碎，脆性断裂等缺陷。

[0019] 进一步的，较小的粒径降低了烧结温度，并且提升了材料强度。

[0020] 进一步的，将材料陈腐获得最大粘度，使材料干压后不会出现裂纹。

[0021] 进一步的，三次升温使水分缓慢排出坯体不至开裂。

[0022] 进一步的，排胶升温能够避免污染炉腔。

[0023] 进一步的，一次升温较快保护发热体，而且节约电能，二次缓慢升温使得陶瓷缓慢收缩致密，不会产生裂纹。

[0024] 综上所述，本发明有效提高氧化铝陶瓷的强度，解决使用过程中易碎，脆性断裂等缺陷。

[0025] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

[0026] 本发明一种镍铬增强氧化铝复合材料制备方法，包括以下步骤：

[0027] S1、称取5～30um的镍铬合金粉30～50份，称取1～20um的氧化铝粉30～70份，称取钇稳定氧化锆1～10份加入到球磨罐中再称取50～100份的球磨珠加到球磨罐中。

[0028] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨10～20h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入10～15份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过10～40目的筛网筛分，将其放置
阴凉处陈腐10～20h，完成后在10～100MPa压力下压制成型

[0029] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置20～40h，再将坯体放入烘箱内调节温度30～50℃保温5～20h，再次升温到50～70℃保温5～20h最后升温到70～100℃保温10～30h。
烘干后取出

[0030] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至500～600℃保温3～5h升温速率1～3℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到5～10Pa，在充入氮气保护后开始
升温，第一次升温的升温速率为4～8℃/min，升温温度为1000～1100℃，保温时间为1～
30min，第二次升温速率1～5℃/min，升温到1200～1300℃保温1～5h，随后随炉冷，制成镍
铬增强氧化铝复合材料。

[0031] 实施例1

[0032] S1、称取5um的镍铬合金粉30～50份，称取1um的氧化铝粉30份，称取钇稳定氧化锆1份加入到球磨罐中再称取50份的球磨珠加到球磨罐中。

[0033] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨10h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入10份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过10目的筛网筛分，将其放置阴凉处陈腐
10h，完成后在10MPa压力下压制成型

[0034] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置20h，再将坯体放入烘箱内调节温度30℃保温5h，再次升温到50℃保温5h最后升温到70℃保温10h。烘干后取出

[0035] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至500℃保温3h升温速率1℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到5Pa，在充入氮气保护后开始升温，第一次升温
的升温速率为4℃/min，升温温度为1000℃，保温时间为1min，第二次升温速率1℃/min，升
温到1200℃保温1h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0036] 实施例2

[0037] S1、称取10um的镍铬合金粉30份，称取5um的氧化铝粉40份，称取钇稳定氧化锆4份加入到球磨罐中再称取70份的球磨珠加到球磨罐中。

[0038] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨14h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入12份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过20目的筛网筛分，将其放置阴凉处陈腐
14h，完成后在40MPa压力下压制成型

[0039] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置25h，再将坯体放入烘箱内调节温度35℃保温10h，再次升温到50℃保温10h最后升温到80℃保温10h。烘干后取出

[0040] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至500℃保温3h升温速率1℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到7Pa，在充入氮气保护后开始升温，第一次升温
的升温速率为5℃/min，升温温度为1000℃，保温时间为10min，第二次升温速率2℃/min，升
温到1200℃保温2h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0041] 实施例3

[0042] S1、称取15um的镍铬合金粉35份，称取10um的氧化铝粉50份，称取钇稳定氧化锆6份加入到球磨罐中再称取80份的球磨珠加到球磨罐中。

[0043] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨16h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入13份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过30目的筛网筛分，将其放置阴凉处陈腐
16h，完成后在60MPa压力下压制成型

[0044] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置30h，再将坯体放入烘箱内调节温度40℃保温15h，再次升温到60℃保温15h最后升温到85℃保温20h。烘干后取出

[0045] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至550℃保温4h升温速率2℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到8Pa，在充入氮气保护后开始升温，第一次升温
的升温速率为6℃/min，升温温度为1050℃，保温时间为15min，第二次升温速率3℃/min，升
温到1250℃保温3h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0046] 实施例4

[0047] S1、称取20um的镍铬合金粉40份，称取15um的氧化铝粉60份，称取钇稳定氧化锆8份加入到球磨罐中再称取90份的球磨珠加到球磨罐中。

[0048] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨18h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入14份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过35目的筛网筛分，将其放置阴凉处陈腐
18h，完成后在80MPa压力下压制成型

[0049] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置35h，再将坯体放入烘箱内调节温度45℃保温18h，再次升温到60℃保温18h最后升温到90℃保温20h。烘干后取出

[0050] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至550℃保温4h升温速率2℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到9Pa，在充入氮气保护后开始升温，第一次升温
的升温速率为7℃/min，升温温度为1050℃，保温时间为20min，第二次升温速率4℃/min，升
温到1250℃保温4h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0051] 实施例5

[0052] S1、称取30um的镍铬合金粉50份，称取20um的氧化铝粉70份，称取钇稳定氧化锆10份加入到球磨罐中再称取100份的球磨珠加到球磨罐中。

[0053] S2、将球墨罐放置在球磨机上，球磨20h，球磨完成后用筛网将料球分离，将分离的粉料加入15份的聚乙烯醇，均匀混合完成后通过40目的筛网筛分，将其放置阴凉处陈腐
20h，完成后在100MPa压力下压制成型

[0054] S3、将压制成型的坯体放在阴凉处静置40h，再将坯体放入烘箱内调节温度50℃保温20h，再次升温到70℃保温20h最后升温到100℃保温30h。烘干后取出

[0055] S4、将烘干坯体置于马弗炉中升温至600℃保温5h升温速率3℃/min，完成排胶，之后将排完胶坯体放置在真空炉中，抽真空到10Pa，在充入氮气保护后开始升温，第一次升温
的升温速率为8℃/min，升温温度为1100℃，保温时间为30min，第二次升温速率5℃/min，升
温到1300℃保温5h，随后随炉冷，制成镍铬增强氧化铝复合材料。

[0056] 综上所述，随着温度的升高，材料趋向致密化，并且韧性提升。

[0057] 以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书
的保护范围之内。