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一种陶瓷基复合材料及其制备方法和应用
本发明公开了一种陶瓷基复合材料及其制备方法和应用，属于超高温陶瓷基复合材料技术领域，涉及一种具有较高强度、较高韧性、高致密度、细晶组织材料的制备方法。以二硼化锆粉末作为基体相；以二硅化锆粉末作为烧结助剂，使本发明中材料的最佳烧结温度、烧结压力、烧结时间均低于现有的热压烧结技术要求；以多壁碳纳米管作为改善材料内部组织结构的添加剂，明显地减小了材料的晶粒尺寸，将材料的断裂韧性提升到6.98MPa﹒m1/2。本发明采用两步热压烧结技术，以快速、低温的特点制备出具有较高致密度和力学性能的二硼化锆陶瓷基复合材料，便利了其后续的规模化生产制备和纤维增韧技术。
一种陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，以二硼化锆作为基体相；以二硅化锆作为烧结助剂；以多壁碳纳米管作为改善材料内部组织结构的添加剂混合制成的复合材料；包括如下步骤：S1、分散研磨：取纯度99.5～99.9％、平均粒径为1～3μm的二硼化锆粉末，质量百分比70～90％；取纯度99.5～99.9％、平均粒径为1～2μm的二硅化锆粉末，质量百分比10～20％；以及取纯度97.5～99.9％、外径20～40nm、长度5～15μm的多壁碳纳米管，质量百分比0～10％；加入无水乙醇进行震荡分散，然后以所述无水乙醇作为媒介进行研磨和分散；S2、S1获得的物料浆液蒸发提取；S3、将提取的块状干燥粉料用研钵研磨，结束后经100～200目物料筛过筛；S4、将筛取的粉末装入模具内进行两步热压法热压烧结，具体为：首先，以3～5℃/min的升温速率将烧结温度从室温升至1250℃，保温保压10～15min，烧结压力为10～30MPa；而后，以10～15℃/min的升温速率升至1450～1650℃，保温保压5～10min，烧结压力10～30MPa；此外，整个烧结过程处于高真空环境，0～0.1Pa；烧结后，复合材料中，尺寸为30～60nm的碳化锆和碳化硅晶粒，均匀分布在二硼化锆晶粒周围。
