本發(fā)明涉及碳化硅陶瓷，具體地，涉及一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
：碳化硅陶瓷具有比強(qiáng)度高、重量輕、抗輻射能力強(qiáng)、耐熱沖擊性能好、使用壽命長、原料來源廣、易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此碳化硅陶瓷非常適合用來制備新一代的機(jī)械密封材料，一般機(jī)械密封是依靠兩個密封端面材料的相互旋轉(zhuǎn)和滑動進(jìn)來實(shí)現(xiàn)的，這就要求作為密封端面的材料必須具有高強(qiáng)度和耐磨損的性能。雖然碳化硅陶瓷密封件具有很多優(yōu)異的性能，但是其摩擦系數(shù)仍然較高，不能滿足日益苛刻的密封要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷及其制備方法，解決了碳化硅陶瓷材料的摩擦系數(shù)較高，不能滿足日益苛刻的密封要求的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷的制備方法，所述制備方法包括：（1）漿料制備：將碳化硅、氯化鈣、三氧化二鋁、硅藻土、碳化硼、玻璃纖維、炭黑、聚乙二醇和聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨，得到漿料m；（2）將漿料m經(jīng)噴霧造粒后得到粉體n；（3）將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料，之后進(jìn)行燒結(jié)，得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷。本發(fā)明還提供了一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷，所述低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷由上述的制備方法制得。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷的制備方法，所述制備方法包括：漿料制備：將碳化硅、氯化鈣、三氧化二鋁、硅藻土、碳化硼、玻璃纖維、炭黑、聚乙二醇和聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨，得到漿料m；將漿料m經(jīng)噴霧造粒后得到粉體n；將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料，之后進(jìn)行燒結(jié)，得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷；通過各原料之間的協(xié)同作用，使得制得的碳化硅復(fù)合陶瓷不僅具備優(yōu)秀的機(jī)械性能，而且摩擦系數(shù)較低，可以滿足日益苛刻的密封要求。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點(diǎn)值之間、各個范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。本發(fā)明提供了一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷的制備方法，所述制備方法包括：（1）漿料制備：將碳化硅、氯化鈣、三氧化二鋁、硅藻土、碳化硼、玻璃纖維、炭黑、聚乙二醇和聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨，得到漿料m；（2）將漿料m經(jīng)噴霧造粒后得到粉體n；（3）將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料，之后進(jìn)行燒結(jié)，得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，相對于100重量份的碳化硅，氯化鈣的用量為20-30重量份，三氧化二鋁的用量為10-22重量份，硅藻土的用量為2-8重量份，碳化硼的用量為2-4重量份，玻璃纖維的用量為1-5重量份，炭黑的用量為1-3重量份，聚乙二醇的用量為20-30重量份，聚乙烯醇的用量為10-30重量份。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，在步驟（1）中，球磨的條件至少包括：球磨的速度為180-220r/min，球磨的時間為1-2h。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，在步驟（2）中，噴霧造粒的條件至少包括：熱風(fēng)出口溫度為80-83℃，噴霧器調(diào)速為7-9hz，料泵調(diào)速為7-9hz。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，埋燒料由石墨粉和氧化鋁組成，且石墨粉和氧化鋁的重量比為1:1-2。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，在步驟（3）中，燒結(jié)的條件至少包括：在氮?dú)夂?或氬氣環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)，且燒結(jié)的溫度為1300-1500℃，燒結(jié)的時間為30-60min。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的碳化硅陶瓷的機(jī)械性能，同時降低其摩擦系數(shù)，聚乙二醇的重均分子量為4000-5000，聚乙烯醇的重均分子量為6000-8000。本發(fā)明還提供了一種低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷，所述低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷由上述的制備方法制得。以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中，聚乙二醇的重均分子量為4000-5000，聚乙烯醇的重均分子量為6000-8000。實(shí)施例1漿料制備：將100g碳化硅、20g氯化鈣、10g三氧化二鋁、2g硅藻土、2g碳化硼、1g玻璃纖維、1g炭黑、20g聚乙二醇和10g聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨（球磨的速度為180r/min，球磨的時間為1h），得到漿料m；將漿料m經(jīng)噴霧造粒（噴霧造粒的條件至少包括：熱風(fēng)出口溫度為80℃，噴霧器調(diào)速為7hz，料泵調(diào)速為7hz）后得到粉體n；將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料（由石墨粉和氧化鋁組成，且石墨粉和氧化鋁的重量比為1:1），之后進(jìn)行燒結(jié)（在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)，且燒結(jié)的溫度為1300℃，燒結(jié)的時間為30min），得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷a1。實(shí)施例2漿料制備：將100g碳化硅、30g氯化鈣、22g三氧化二鋁、8g硅藻土、4g碳化硼、5g玻璃纖維、3g炭黑、30g聚乙二醇和30g聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨（球磨的速度為220r/min，球磨的時間為2h），得到漿料m；將漿料m經(jīng)噴霧造粒（噴霧造粒的條件至少包括：熱風(fēng)出口溫度為83℃，噴霧器調(diào)速為9hz，料泵調(diào)速為9hz）后得到粉體n；將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料（由石墨粉和氧化鋁組成，且石墨粉和氧化鋁的重量比為1:2），之后進(jìn)行燒結(jié)（在氬氣環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)，且燒結(jié)的溫度為1500℃，燒結(jié)的時間為60min），得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷a2。實(shí)施例3漿料制備：將100g碳化硅、25g氯化鈣、15g三氧化二鋁、5g硅藻土、3g碳化硼、3g玻璃纖維、2g炭黑、25g聚乙二醇和20g聚乙烯醇混合后進(jìn)行球磨（球磨的速度為200r/min，球磨的時間為1.5h），得到漿料m；將漿料m經(jīng)噴霧造粒（噴霧造粒的條件至少包括：熱風(fēng)出口溫度為81℃，噴霧器調(diào)速為8hz，料泵調(diào)速為8hz）后得到粉體n；將粉體n裝入石墨爐中，并在粉體n表面覆蓋埋燒料（由石墨粉和氧化鋁組成，且石墨粉和氧化鋁的重量比為1:1.5），之后進(jìn)行燒結(jié)（在氬氣環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)，且燒結(jié)的溫度為1400℃，燒結(jié)的時間為45min），得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷a3。對比例1按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，相對于100g的碳化硅，氯化鈣的用量為15g，三氧化二鋁的用量為8g，硅藻土的用量為1g，碳化硼的用量為1g，玻璃纖維的用量為0.5g，炭黑的用量為0.5g，聚乙二醇的用量為15g，聚乙烯醇的用量為8g，得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷d1。對比例2按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，相對于100g的碳化硅，氯化鈣的用量為35g，三氧化二鋁的用量為25g，硅藻土的用量為10g，碳化硼的用量為5g，玻璃纖維的用量為7g，炭黑的用量為5g，聚乙二醇的用量為35g，聚乙烯醇的用量為35g，得到低摩擦碳化硅復(fù)合陶瓷d2。測試?yán)胏mt5205型電子萬能試驗(yàn)機(jī)對a1-a3，d1和d2進(jìn)行抗彎強(qiáng)度測定，利用hv-10a型小負(fù)荷維氏硬度計對a1-a3，d1和d2進(jìn)行硬度測定，利用球-盤式可控氣氛微型摩擦磨損試驗(yàn)儀（wtm-ie）對a1-a3，d1和d2進(jìn)行摩擦系數(shù)測定，其中，實(shí)驗(yàn)條件為：載荷為100n，摩擦方式為在空氣中干摩擦(無油潤滑)狀態(tài)下往復(fù)摩擦。表1實(shí)施例編號抗彎強(qiáng)度（mpa）維氏硬度（gpa）摩擦系數(shù)實(shí)施例138617.20.227實(shí)施例239017.90.228實(shí)施例339616.80.219對比例128013.50.398對比例228212.90.391以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12