1.一种高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:以B4C粉、HfSi2粉、SiCnw为原料,将所述原料采用机械混粉方法制得混合粉末,对混合粉末进行压力烧结,即得碳化硼基复合陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述原料的质量百分比为:HfSi2粉40‑45%,SiCnw0.88‑4.45%,余量为B4C粉;优选地,HfSi2粉质量百分比为42.34‑43.92%。
3.根据权利要求1或2所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述B4C粉的粒径为0.5‑5μm,纯度≥97%;优选地,所述HfSi2粉的粒径为0.5‑10μm,纯度≥
98%;优选地,所述SiCnw的纯度≥98%,直径为0.1‑0.6μm,长度为50‑100μm。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述压力烧结为放电等离子烧结;所述放电等离子烧结的具体参数为:烧结真空度<
20Pa,烧结温度为1600℃‑1750℃,烧结压力为45‑55MPa,保温时间为8‑15min。
5.根据权利要求4所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,在放电等离子烧结过程中采用梯度升温的方式,将温度升至烧结温度;具体为,以80℃/min‑100℃/min的升温速率,升温至650‑800℃,保温5‑10min;保持该升温速率继续升温至1400‑
1500℃;然后以20‑50℃/min升温速率,升温至烧结温度,保温8‑15min。
6.根据权利要求4或5所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,在放电等离子烧结过程中逐步加压至烧结压力,具体为,初始压力为1‑3MPa,当温度升至
650‑800℃时,加压至10‑15MPa;当温度升至1400‑1500℃时,加压至烧结压力;优选地,烧结保温完成后以30‑50MPa/min的速率降压至0MPa,随炉冷却。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述机械混粉方法为湿法或干法球磨。
8.根据权利要求7所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述湿法球磨具体包括如下步骤:(1)将B4C粉、HfSi2粉放入球磨机中,以无水乙醇为介质湿磨8‑
10h;其中,球磨转速为300‑400r/min,球料比为4‑5:1;(2)加入超声分散后的SiCnw,在球磨转速为150‑200r/min条件下,继续湿磨1‑2h;优选地,超声分散SiCnw时,以去离子水为分散介质,六偏磷酸钠为分散剂,超声分散30‑60min;所述分散剂加入的质量为SiCnw质量的4‑
6%。
9.根据权利要求7或8所述的高性能碳化硼基复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,湿法球磨后,进行干燥、过筛处理;干燥温度为40‑55℃,干燥时间为10‑15h;过筛时,筛网目数为180‑240目。
10.一种高性能碳化硼基复合陶瓷材料,其特征在于,所述高性能碳化硼基复合陶瓷材料根据权利要求1‑9任一项所述方法制备得到。