申请人:中原工学院
发明人:张旺玺 王艳芝
摘要:本发明属于陶瓷基体金刚石复合材料制备技术领域,具体涉及一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,把聚硅氧烷复合物,硅铝复合物溶胶、聚硅氧烷固化交联剂、金刚石、碳化硅和短切玻璃纤维填料,按照设定的质量比例一起混合,经搅拌、注入模具凝胶化和固化、脱模、烧结成型、后处理修整,获得陶瓷基体金刚石复合材料。本发明采用有机硅作为前驱体,辅以硅铝复合物溶胶溶液,前驱体液体渗透和流动性好,便于实现异形件注模预成型,生产程序简单,复合材料中陶瓷基体对金刚石磨料的把持力高,制备得到的陶瓷基体金刚石复合材料,可以应用于金刚石工具磨具材料,或其他耐高温、耐磨功能材料。
主权利要求:1.一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、制备聚硅氧烷复合物,把含氢的直链形聚硅氧烷25~35份,直链形乙烯基聚硅氧烷12.5~17.5份和环聚形四甲基四乙烯基聚硅氧烷12.5~17.5份,按照质量比2:1:1混合得聚硅氧烷复合物,备用;步骤2、制备硅铝复合物溶胶溶液,把铝源化合物3.5~7.5份,含硅化合物3~5份和蒸馏水7~13份按照3摩尔:2摩尔:120摩尔混合后,再加入催化剂0.05~0.2份,调整pH值为2~3,在60~80℃的温度条件下反应反应2小时后,聚合得到硅铝复合物溶胶溶液,备用;步骤3、把步骤1制备的聚硅氧烷复合物和步骤2制备的硅铝复合物溶胶溶液混合一起,再加入聚硅氧烷固化交联剂0.5~1份、金刚石10~20份、短切玻璃纤维1~3份和碳化硅1~3份,一起混合、搅拌,注入模具凝胶化和固化,脱模得到预成型件;步骤4、把步骤3制得的预成型件,在氩气气氛下进行加热烧结,烧结温度900~1200℃,烧结保温时间50~90分钟;烧结后,采用自然冷却,经整形加工处理得到陶瓷基体金刚石复合材料。
2.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于:所述的所述铝源化合物选自铝粉、异丙醇铝、硝酸铝与氯化铝中的一种或一种以上的混合物。
3.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于:所述的含硅化合物为正硅酸乙酯。
4.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于:所述的催化剂为盐酸和醋酸中的一种。
5.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于:所述的聚硅氧烷固化交联剂是甲基乙烯基硅氧烷配位铂催化剂。
6.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于,所述的金刚石是经表面包覆抗氧化硅铝氧化物耐热涂层的金刚石,金刚石的粒度为2~100微米,优选20~60微米。
7.如权利要求1所述的一种采用有机硅制备陶瓷基体金刚石复合材料的方法,其特征在于,所述的加热烧结,可以是高温气氛电加热烧结或微波烧结中的一种。