CN102797006A - 一种金属基陶瓷复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属基陶瓷复合材料的制备方法，具体步骤包括：制备陶瓷粉末，所述陶瓷粉末包括片层状硅酸盐矿物材料；将陶瓷粉末和催化剂通过载体置于金属基体磨擦副表面；接着在高速磨擦机上进行磨擦5-8小时；最后在金属基体上形成陶瓷涂层。本发明金属基陶瓷复合材料的制备方法，通过简单操作能在金属基体表面形成硬度为金属基体好几倍的陶瓷涂层，且所述陶瓷涂层和金属基体紧密结合。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种金属基陶瓷复合材料的制备方法。
背景技术
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
为了提高金属的耐磨性，会在金属基体上涂覆一层陶瓷涂层，现有技术常采用喷镀的方法将陶瓷材料涂覆在金属基体表面，这种方法结合力差，陶瓷涂层易脱落。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种金属基陶瓷复合材料的制备方法，通过简单操作能在金属基体表面形成陶瓷涂层，所述陶瓷涂层和金属基体紧密结合。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种金属基陶瓷复合材料的制备方法，具体步骤包括：
（100）、制备陶瓷粉末，所述陶瓷粉末包括片层状硅酸盐矿物材料；
（200）、将陶瓷粉末和催化剂通过载体置于金属基体磨擦副表面；接着在高速磨擦机上进行磨擦5-8小时；
（300）、最后在金属基体上形成陶瓷涂层。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（100）制备陶瓷粉末的具体步骤包括：将几种天然硅酸盐矿物材料按比例配料，然后在球磨机上干磨8-10小时，制成直径在150nm以下的陶瓷粉末。
在本发明一个较佳实施例中，所述陶瓷涂层厚度为80-150μm。
在本发明一个较佳实施例中，所述金属基体为硬质金属。
本发明的有益效果是：本发明金属基陶瓷复合材料的制备方法，通过简单操作能在金属基体表面形成硬度为金属基体好几倍的陶瓷涂层，且所述陶瓷涂层和金属基体紧密结合。
附图说明
图1是本发明金属基陶瓷复合材料的制备方法一较佳实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
金属基陶瓷复合材料的制备方法，具体步骤包括：
（100）、将几种天然硅酸盐矿物材料按比例配料，然后在球磨机上干磨8-10小时，制成直径在150nm以下的陶瓷粉末；
（200）、将步骤（100）制备的陶瓷粉末和催化剂通过载体置于金属基体磨擦副表面；在高速磨擦机上进行磨擦5-8小时；
（300）、最后在金属基体上形成陶瓷涂层，所述陶瓷涂层厚度为80-150μm。
本发明金属基陶瓷复合材料的制备方法在所述金属基体表面形成陶瓷涂层的原理如下：涂覆于金属基体表面的陶瓷粉末，首先经过高速磨擦镶嵌在所述金属基体凹凸不平的表面，填补其间隙；另外，陶瓷粉末中片层状硅酸盐矿物材料在高能磨擦及催化剂的作用下，产生的能量激发材料中的金属离子与金属基体表面的金属原子发生置换，置换的结果就是陶瓷粉末材料与金属基体表面紧密结合，互相渗透，从而形成有一定梯度的金属陶瓷涂层。
硅酸盐矿物材料是一类由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物。在自然界分布极广，是构成地壳、上地幔的主要矿物，估计占整个地壳的90％以上；在石陨石和月岩中的含量也很丰富。已知的约有800个矿物种，约占矿物种总数的1／4。许多硅酸盐矿物如石棉、云母、滑石、高岭石、蒙脱石、沸石等是重要的非金属矿物原料和材料。
本发明金属基陶瓷复合材料的制备方法，通过简单操作能在金属基体表面形成硬度为金属基体好几倍的陶瓷涂层，且所述陶瓷涂层和金属基体紧密结合。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
（100）、制备陶瓷粉末，所述陶瓷粉末包括片层状硅酸盐矿物材料；
（200）、将陶瓷粉末和催化剂置于金属基体磨擦副表面；接着在高速磨擦机上进行磨擦5-8小时；
（300）、最后在金属基体上形成陶瓷涂层。
2.根据权利要求1所述的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（100）制备陶瓷粉末的具体步骤包括：将几种天然硅酸盐矿物材料按比例配料，然后在球磨机上干磨8-10小时，制成直径在150nm以下的陶瓷粉末。
3.根据权利要求1所述的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷涂层厚度为80-150μm。
4.根据权利要求1所述的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体为硬质金属。
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