采用流延成型法制备功能梯度材料的方法

摘要

本发明公开了一种采用流延成型法制备功能梯度材料的方法。其步骤为：1)将陶瓷粉末和强磁性的金属粉末按一定比例与有机溶剂及添加剂混合，并在球磨机中搅拌制成均匀弥散的浆料；2)在磁场强度为0.1～5.0特斯拉的静磁场中流延成膜；3)干燥、烧结成型。本发明方法的优点是：通过改变磁场强度，可以制备出成分连续变化、面积大、薄平的功能梯度材料。利用较成熟的流延工艺使生产梯度功能材料的工艺简化、成本降低。

主权项

1.一种采用流延成型法制备功能梯度材料的方法，其特征在于它的步骤为：1)浆料制备采用颗粒尺寸为0.1～100μm的强磁性镍粉或钴粉，与颗粒尺寸为0.1～100μm的ZrO2、SiC、AlN、Si3N4、B4C、SiO2、TiC、Al2O3中的一种或几种陶瓷粉末按0.1～10∶1的比例组成混合粉末，加入有机溶剂，并加入分散剂、塑性剂、粘结剂。在混合粉末中加入有机溶剂与分散剂，在球磨机中搅拌5～30h。混匀后，加入塑性剂与粘结剂，在球磨机中再搅拌10～40h，制成均匀弥散的浆料。此浆料中有机溶剂体积分数为浆料的20～60％，粘接剂为浆料质量分数的10～30％，粘结剂/塑性剂重量比为0.5～1.0，分散剂为浆料体积分数的0.2～5％。用超声波对浆料进行弥散化处理1～15min，经真空脱气，除去气泡后，浆料即可用于流延成型。浆料粘度为1～100mPa·s，pH值为5～12。2)磁场中流延成型将浆料注入流延机中，刮刀的高度为0.4～1.0mm，控制流延机速度为0.5～5cm/s。流延时用耐高温陶瓷做衬底，在衬底处施加静磁场，磁场强度为0.1～5.0特斯拉。3)干燥与烧结干燥温度20～30℃，相对湿度为30～60％，浆料干燥后素胚厚度0.1～0.5mm。干燥完成后进行烧结，烧结在石墨或氮气的保护环境中。控制烧结升温速率为0.2～2℃/min，在150～600℃保温1～5h，再加热至1200～1400℃，保温1～3h，最后随炉冷却至100～400℃取出。