一種氧化鋁復(fù)合晶須及其制備方法、復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及，特別是涉及一種氧化鋁復(fù)合晶須及其制備方法、復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)智能穿戴的發(fā)展，作為近幾年發(fā)展迅速的智能手機(jī)和智能手表電子產(chǎn)品，消費(fèi)者越來(lái)越注重從功能到時(shí)尚的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品越來(lái)越注重其時(shí)尚性，對(duì)外觀的要求越來(lái)越高。未來(lái)，金屬和精細(xì)陶瓷將取代大部分高分子材料而成為智能手機(jī)、智能手表主要的外觀材料，但金屬和陶瓷作為智能產(chǎn)品的外觀材料也存在一些不足，例如金屬手機(jī)外框由于強(qiáng)度不夠容易折彎，撞擊凹陷，精細(xì)陶瓷韌性不夠，易斷裂，不耐沖撞。提高金屬的強(qiáng)度和陶瓷的韌性具有十分重要的市場(chǎng)價(jià)值。高強(qiáng)度高剛量的納米晶須復(fù)合材料，能大大的提高陶瓷的韌性和金屬的強(qiáng)度，但晶須剛量大、硬度高，晶須與基體材料的界面結(jié)合強(qiáng)度是其復(fù)合材料的難題。晶須通過(guò)表面處理使之與基體材料有較好的冶金結(jié)合及熱匹配是晶須強(qiáng)化復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種氧化鋁復(fù)合晶須及其制備方法、復(fù)合材料。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決:
[0005]—種氧化鋁復(fù)合晶須，由以下各組分組成:氧化鋁的質(zhì)量含量為98% -99%、氧化?乙的質(zhì)量含量為0.5% -1.5%、金屬乾的質(zhì)量含量為0.1% -0.5%;所述氧化乾包覆在所述氧化鋁的外表面，所述金屬釔包覆在所述氧化釔的外表面。
[0006]—種氧化鋁復(fù)合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0007](1)將A1203晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15??的第一混合液；
[0008](2)將水溶性釔鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，所述第一混合液的體積占60 % -90 %，所述水溶性釔鹽的水溶液的體積占10% -40% ；
[0009](3)用氨水調(diào)節(jié)所述第二混合液的pH為7.5-8.5之間，氫氧化釔沉積于所述A1203晶須的表面形成沉淀；
[0010](4)將步驟(3)中的沉淀過(guò)濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到A1203_Y203晶須，其中，Y203包覆在A1 203外表面；
[0011 ] (5)將A1203-Y203晶須球磨分散后，在所述A1 203_Y203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得Α1203-Υ203-Υ復(fù)合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述Υ203外表面。
[0012]—種復(fù)合材料，所述復(fù)合材料是由所述的氧化鋁復(fù)合晶須與基體材料復(fù)合燒結(jié)而成，在所述復(fù)合材料中，所述氧化鋁復(fù)合晶須的質(zhì)量含量為1% _10%。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是:本發(fā)明提供的氧化鋁復(fù)合晶須，可提高Α1203晶須與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度，該復(fù)合晶須既能與氧化鋯陶瓷有較好的結(jié)合強(qiáng)度將此晶須加入到氧化鋯陶瓷中，可以制備出高韌性的晶須強(qiáng)化的氧化鋯復(fù)合陶瓷材料；同時(shí)，該復(fù)合晶須又能與鋁合金有較好的潤(rùn)濕性，將此晶須加入到鋁合金材料中，可以制備出高強(qiáng)度高硬度的鋁合金復(fù)合材料。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的氧化鋁復(fù)合晶須的截面示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明提供一種氧化鋁復(fù)合晶須，在【具體實(shí)施方式】中，所述氧化鋁復(fù)合晶須由以下各組分組成:氧化鋁的質(zhì)量含量為98% -99%、氧化釔的質(zhì)量含量為0.5% -1.5%、金屬?乙的質(zhì)量含量為0.1% -0.5%;如圖1所示，所述氧化乾2成膜包覆在所述氧化招1的外表面，所述金屬釔3成膜包覆在所述氧化釔2的外表面。
[0017]本發(fā)明提供一種氧化鋁復(fù)合晶須的制備方法，在具體的實(shí)施方式中，包括如下步驟:
[0018](1)將A1203晶須加入分散劑的水溶液中，配制成晶須固含量10wt% -15?七％的第一混合液；
[0019](2)將水溶性釔鹽的水溶液加入所述第一混合液中得到第二混合液，所述第二混合液中，第一混合液的體積占60% -90%，所述水溶性釔鹽的水溶液的體積占10% -40% ;
[0020](3)用氨水調(diào)節(jié)所述第二混合液的pH為7.5-8.5之間，氫氧化釔沉積于所述A1203晶須的表面形成沉淀；
[0021](4)將步驟(3)中的沉淀過(guò)濾清洗后，在1250°C _1300°C下煅燒，得到A1203_Y203晶須，其中，Y203包覆在A1 203外表面；
[0022](5)將A1203-Y203晶須球磨分散后，在所述A1 203_Y203晶須的表面沉積金屬釔膜，獲得Α1203-Υ203-Υ復(fù)合晶須，所述金屬釔膜包覆在所述Υ203外表面。
[0023]在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以選擇以下方案中的一者或者任意組合:
[0024]所述步驟(1)中Α1203晶須呈棒狀，其長(zhǎng)度為500nm-1000nm，直徑為50nm_100nm。
[0025]所述步驟(1)中所述分散劑的水溶液中，分散劑的質(zhì)量含量為1% _2%;所述分散劑為聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)中的至少一種。
[0026]所述步驟⑵中，所述水溶性釔鹽的水溶液中，水溶性釔鹽的質(zhì)量含量為5% -10%。水溶性乾鹽進(jìn)一步優(yōu)選六水硝酸?乙。
[0027]所述步驟(1)和/或⑵和/或(3)是在40 °C -50 °C下進(jìn)行。
[0028]所述步驟(4)中，煅燒的保溫時(shí)間為2h_3h。
[0029]所述步驟(5)中，所述沉積是在等離子PVD真空爐中進(jìn)行，沉積時(shí)間為lh_2h，沉積溫度200°C -300°C ;所述步驟(5)中，沉積的金屬釔膜的厚度為1?2 μπι。
[0030]本發(fā)明還提供一種復(fù)合材料，在具體的實(shí)施方式中，其由上述實(shí)施方式中的氧化鋁復(fù)合晶須與基體材料復(fù)合燒結(jié)而成，在所述復(fù)合材料中，所述氧化鋁復(fù)合晶須占所述基體材料的質(zhì)量的1% _10%。
[0031 ] 其中，優(yōu)選地，所述基體材料是氧化鋯陶瓷材料或鋁合金材料。
[0032]下面通過(guò)更具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0033]實(shí)施例一
[0034]氧化鋁復(fù)合晶須的制備方法，包括如下步驟:
[0035](1)在40°C -50°C下，將A1203晶須加入PVA水溶液中，配制成晶須固含量10wt%的第一混合液。其中，A1203晶須的長(zhǎng)度為800nm，直徑為50nm ;PVA水溶液中PVA的質(zhì)量含量為1%。
[0036](2)在40°C -50°C下，將六水硝酸釔水溶液加入步驟⑴的第一混合液中得到第二混合液，第二混合液中，第一混合液的體積占80%，六水硝酸釔水溶液的體積占20%。其中，六水硝酸釔水溶液的質(zhì)量濃度為5%。
[0037](3)用氨水調(diào)節(jié)所述第二混合液的pH為8.0，氫氧化釔沉積于A1203晶須的表面形成沉淀；
[0038](4)將步驟(3)中的沉淀過(guò)濾清洗后，在1280°C下煅燒，保溫2h，得到A1203-Y203晶須，其中，Y203包覆在A1 203外表面；
[0039](5)將A1203-Y203晶須球磨分散后，在等離子PVD真空爐中蒸鍍沉積金屬釔膜于A1203-Y203晶須的表面，沉積時(shí)間為lh，沉積溫度200°C，獲得Al 203-Υ203-Υ復(fù)合晶須，其中，金屬乾膜的