1.一种仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具,其特征在于,该刀具是将表层与基体层按照不同层数和层厚比依次交替铺叠而成,表层采用氧化铝‑硼化钛‑石墨烯纳米片复合材料,基体层采用氧化铝‑氮化钛复合材料;其中,表层和基体层的总层数不少于3层且表层与基体层的层厚比至少为2;
其中,表层层厚为0.14‑0.5mm;表层和基体层的总层数为3、5、7或9层且表层与基体层的层厚比为2、4、6或8;
氧化铝‑硼化钛‑石墨烯纳米片复合材料主要由以下重量配比的原料混合而成:亚微米氧化铝75‑80份,硼化钛18‑22份,石墨烯纳米片0.1‑0.5份,氧化镁0.3‑0.7份,氧化钇0.3‑
0.7份;
氧化铝‑硼化钛‑石墨烯纳米片复合材料中亚微米氧化铝和硼化钛的比例为7‑8:2‑3;
亚微米氧化铝的平均粒径为0.2μm;硼化钛的平均粒径为0.5‑1μm;氧化镁的平均粒径为0.5‑2μm;氧化钇的平均粒径为0.5‑2μm;氮化钛的平均粒径为0.02‑1μm。
2.根据权利要求1所述的仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具,其特征在于,所述氧化铝‑硼化钛‑石墨烯纳米片复合材料主要由以下重量配比的原料混合而成:亚微米氧化铝78.7份,硼化钛20份,石墨烯纳米片0.3份,氧化镁0.5份,氧化钇0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具,其特征在于,所述氧化铝‑氮化钛复合材料主要由以下重量配比的原料混合而成:亚微米氧化铝77‑81份,氮化钛18‑
22份,氧化镁0.3‑0.7份,氧化钇0.3‑0.7份。
4.根据权利要求3所述的仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具,其特征在于,所述氧化铝‑氮化钛复合材料主要由以下重量配比的原料混合而成:亚微米氧化铝79份,氮化钛20份,氧化镁0.5份,氧化钇0.5份。
5.一种仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具的制备方法,其特征在于,该制备方法具体如下:(1)、制备薄层混合原始粉末:将石墨烯纳米片0.1‑0.5份分散于100ml无水乙醇溶液中,超声分散1‑2h后得到石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入到亚微米氧化铝75‑80份,硼化钛18‑22份,氧化镁0.3‑0.7份和氧化钇0.3‑0.7份的混合分散液中,继续超声分散1h;将混合分散液倒入球磨罐中高速球磨36‑48h,干燥、过筛得到表层混合原始粉末;
(2)、制备氧化铝‑氮化钛混合原始粉末:将亚微米氧化铝77‑81份,氮化钛18‑22份,氧化镁0.3‑0.7份,氧化钇0.3‑0.7份的混合液超声处理1‑2h,将混合分散液倒入球磨罐中高速球磨36‑48h,干燥、过筛得到氧化铝‑氮化钛混合原始粉末;
(3)、铺叠:按照不同的层数和层厚比将表层混合原始粉末和基体层混合原始粉末依次交替铺叠到石墨磨具中,每铺叠一层预压一次;其中,表层层厚为0.14‑0.5mm;表层和基体层的总层数为3、5、7或9层且表层与基体层的层厚比为2、4、6或8;
(4)、烧结:将石墨磨具放入到放电等离子烧结炉中进行烧结,烧结温度为1525℃,保温时间为5min,烧结压力为30MPa;
(5)、制备出叠层陶瓷刀具:烧结后冷却至室温,取出叠层陶瓷试样,对试样表面进行磨削、研磨和抛光,即可制备出叠层陶瓷刀具;
其中,氧化铝‑硼化钛‑石墨烯纳米片复合材料中亚微米氧化铝和硼化钛的比例为7‑8:
2‑3;
亚微米氧化铝的平均粒径为0.2μm;硼化钛的平均粒径为0.5‑1μm;氧化镁的平均粒径为0.5‑2μm;氧化钇的平均粒径为0.5‑2μm;氮化钛的平均粒径为0.02‑1μm。
6.根据权利要求5所述的仿生叠层石墨烯复合陶瓷刀具的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中放电等离子烧结炉中烧结过程中升温速率包括如下三个阶段:①、800℃以下升温速率为:100℃/min;
②、800℃‑1200℃之间升温速率为:80℃/min;
③、1200℃‑1525℃之间升温速率为:50℃/min。