碳纳米管/莫来石陶瓷基复相材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种碳纳米管/莫来石陶瓷基复相材料及其制备方法。主要特征是采用碳纳米管作为分散相，以莫来石陶瓷作为连续相，得到具有优异力学性能和电学性能的复相材料。所述的莫来石陶瓷连续相基体是以Al₂O₃和SiO₂粉体，在1200-1250℃范围内固相反应生成的，碳纳米管的掺杂量为0.5-10vol％，优先5vol％的掺杂量，使用碳纳米管的尺寸为20-40nm，长径比至少10∶1，所述碳纳米管为单壁或多壁。本发明利用合适的分散介质和分散剂实现了碳纳米管在基体中的均匀分布，采用固相反应法制备了复相材料，工艺简单，生产成本低。本发明提供的材料既兼具力学型复相材料和功能型复相材料的特点，在结构、电子及微波吸收领域中有较大的应用潜力。

主权项

1.一种碳纳米管/莫来石陶瓷基复相材料的制备方法，其特征在于具体工艺步骤是：(a)将碳纳米管加入到有机分散介质中，生成悬浮液，浓度为0.25-2wt％，超声分散10-30分钟，再磁力搅拌使之均匀；(b)固相反应生成莫来石陶瓷粉体按所需的比例，将Al2O3和SiO2粉体分别加入步骤(a)所使用的相同有机分散介质中超声分散，得到氧化铝和二氧化硅两种悬浮液，悬浮液浓度分别为5-20wt％；(c)将步骤(b)所得到的组分均匀的Al2O3和SiO2两种陶瓷粉体悬浮液加入到步骤(a)所制得的碳纳米管悬浮液中，超声分散10-30分钟，得到碳纳米管、Al2O3和SiO2三种组分均匀混合的悬浮液；(d)将步骤(c)所得到的组分均匀的悬浮液加热并磁力搅拌，使有机分散介质挥发，干燥、过筛制得复合粉体；(e)将复合粉体在惰性气氛下加热，在1400-1500℃，20-70MPa压力下热压，热压0.5-5小时，烧结制成致密的复相材料；其中在1200-1250℃温度范围内，保温30-60分钟，使Al2O3和SiO2固相反应生成莫来石；所述的碳纳米管的含量为0.5-10vol％。