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热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的方法

关键词 金刚石 , 碳化硅 , 化学气相渗透|2016-08-09 09:50:24|行业专利|来源 中国超硬材料网
摘要   申请号:201610190733.5  申请人:西北工业大学  发明人:刘永胜赵志峰游蔷薇赵明晞张青成来飞  摘要:本发明涉及一种热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond...
  申请号:201610190733.5
  申请人:西北工业大学
  发明人:刘永胜 赵志峰 游蔷薇 赵明晞 张青 成来飞

  摘要:本发明涉及一种热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的方法,金刚石粉料的颗粒级配采用三级级配的方法,即采用三种粒径的金刚石粉料,分别为大粒径的金刚石粉料、中粒径的金刚石粉料和小粒径的金刚石粉料。这样在金刚石预制体的成型过程中,中粒径的金刚石颗粒会填充大粒径的金刚石颗粒空隙之间,小粒径金刚石颗粒再进一步填充在大粒径金刚石和中粒径金刚石颗粒之间的空隙。本方法可有效解决大粒径金刚石预制体成型困难的问题,而且可以有效提高复合材料的致密度以及金刚石的体积含量,从而有效提高复合材料的热导率以及力学性能。不仅如此,该方法的生产工艺简单、操作方便,适用于工业化生产。
  主权利要求:1.一种热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将金刚石粉料和聚乙烯醇缩丁醛PVB按照配比球磨混合均匀;所述金刚石粉料的粒径为不同的三种;所述金刚石粉量与聚乙烯醇缩丁醛PVB的质量比为mdiamond∶mPVB=10~15∶1;步骤2:将钢制模具的内表面涂刷脱模剂,然后将混合好的粉料平铺倒入模具内;再将模具加热温度为80-350℃,加热时间为0.5-3h后,对模具施加压力为5-40Mpa;待模具冷却后,脱模制得金刚石预制体;步骤3:将金刚石预制体用石墨夹具固定后,放入化学气相渗透炉CVI炉进行化学气相渗透制备Diamond/SiC,使得复合材料的密度达到约3.1g/cm3。
  2.根据权利要求1所述热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的 方法,其特征在于:所述三种粒径不同的金刚石粉料的配比为直径比:D大∶D中∶ D小=4~7:2~3:1;质量比m大∶m中∶m小=17~25∶7~12∶1。
  3.根据权利要求1所述热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的 方法,其特征在于:所述步骤1的球磨参数为:球磨滚筒速率为50-300r/min,时 间为5-15h。
  4.根据权利要求1所述热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的 方法,其特征在于:所述步骤2脱模制得的金刚石预制体厚度为2-3mm。
  5.根据权利要求1所述热模压结合化学气相渗透CVI制备Diamond/SiC复合材料的 方法,其特征在于:所述步骤3的CVI法生成SiC基体的工艺为:以三氯甲基硅 烷MTS作为先驱体,氢气作为载气,氩气作为稀释气体,其流率比为1:5~50:2~20, 总气压为0.5~5kPa,沉积温度为873~1773K。
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