1.层压陶瓷复合材料,其特征在于,由LaCrO3粉末和Ti3SiC2粉末组成三层结构,所述的三层结构是依次按照LaCrO3粉末‑Ti3SiC2粉末‑LaCrO3粉末的顺序铺叠层压而成的“三明治”结构,每层平均厚度为0.2~1.5mm,其中LaCrO3粉末为基体层,Ti3SiC2粉末为界面层。
2.层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、制备原料粉末,制备LaCrO3粉末和Ti3SiC2粉末;
S2、LaCrO3粉末和Ti3SiC2粉末处理,将S1制得的LaCrO3粉末和Ti3SiC2粉末分别以无水乙醇为介质在玛瑙研钵中进行第一次研磨,并充分研磨为细粉,将研磨后的细粉放入鼓风干燥机中干燥,待冷却室温后取出进行第二次研磨;
S3、铺粉叠层后烧制样品,将S2研磨后的原料粉末采用模具叠压法按照基体层粉末‑界面层粉末‑基体层粉末的顺序依次将LaCrO3粉末‑Ti3SiC2粉末‑LaCrO3粉末倒入石墨模中进行铺粉叠层,并将叠层后的石墨模具放入SPS烧结炉中烧制出具有“三明治”结构的LaCrO3‑Ti3SiC2层压陶瓷复合材料。
3.根据权利要求2所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,S1中,所述LaCrO3粉末的制备过程如下:S1‑1A、将硝酸镧和硝酸铬混合,加入去离子水溶解为硝酸盐溶液;
S1‑1B、在硝酸盐溶液中加入螯合剂搅拌,溶解后加入分散剂,搅拌后加入氨水,调节溶液pH为3~4,在水浴中加热至生成半固态凝胶,放入干燥箱干燥得到蓬松的干凝胶;
S1‑1C、将干凝胶研磨成粉状或小颗粒状后,加热处理后便可得到LaCrO3粉末。
4.根据权利要求3所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,所述硝酸镧和硝酸铬按照等物质的量混合,所述的螯合剂采用柠檬酸,所述的分散剂采用乙二醇剂,每摩尔硝酸镧加入柠檬酸的量为2.4mol,且柠檬酸与乙二醇的物质的量之比为1∶3;
在S1‑1B中,加入分散剂并搅拌30min后再加入氨水,水浴温度为90℃,干燥温度为90℃;
S1‑1C中,加热温度为750℃,加热时间为3h。
5.根据权利要求2所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,S1中,所述Ti3SiC2粉末的制备方法为:S1‑2A、以物质的量之比为Ti∶Si∶C∶Al=3∶1.2∶2∶0.2的Ti粉、Si粉、C粉、Al粉为原料,无水乙醇为介质,将混合原料粉球磨处理;
其中所述Ti粉的平均粒径为48μm,所述Si粉的平均粒径为48μm,所述C粉的平均粒径为
2μm,所述Al粉的平均粒径为40μm;
S1‑2B、将处理后的混合原料通过放电等离子烧结技术在1300℃制得Ti3SiC2块体,将块体粉碎得到Ti3SiC2粉末。
6.根据权利要求2所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,在S2中,LaCrO3粉末的处理方法为:将LaCrO3粉末以无水乙醇为介质在玛瑙研钵中进行第一次研磨,研磨后的细粉放入鼓风干燥机中干燥,待冷却室温后取出进行第二次研磨;
其中无水乙醇的质量与LaCrO3粉末的质量之比为1.2~1.5∶1,第一次研磨的研磨时间为1.5~2h,第二次研磨的研磨时间为0.5~1h,鼓风干燥机的干燥温度为90℃,干燥时间为
6h,干燥后的LaCrO3粉末的平均粒径为0.5μm;
Ti3SiC2粉末的处理方法为:将Ti3SiC2粉末以无水乙醇为介质在玛瑙研钵中进行第一次研磨,研磨后的细粉放入鼓风干燥机中干燥,待冷却室温后取出进行第二次研磨;
其中无水乙醇的质量与Ti3SiC2粉末的质量之比为1.2~1.5∶1,第一次研磨的研磨时间为1.5~2h,第二次研磨的研磨时间为0.5~1h,鼓风干燥机的干燥温度为90℃,干燥时间为
6h,干燥后的Ti3SiC2粉末的平均粒径为10μm。
7.根据权利要求2所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,S3中,铺粉叠层的过程为:S3‑1A、将一层LaCrO3粉末倒入石墨模具,通过长石墨压头将粉末压平;
S3‑1B、然后依次将Ti3SiC2粉末和LaCrO3粉末倒入石墨模具并分别压平,LaCrO3粉末为两层,Ti3SiC2粉末为一层,且每层平均厚度为0.8‑1.5mm。
8.根据权利要求8所述的层压陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,S3中,将叠层后的石墨模具放入SPS烧结炉中烧制出样品的过程为:S3‑2A、通过液压泵施加压力进行预压成型,预压成型的压力为15‑20MPa;
S3‑2B、然后升温至合成温度进行高温加压合成,在升温的同时对样品缓慢施加轴向加压至工艺压力,以使样品更加致密,全程处于真空环境;
其中合成温度为1300‑1500℃,升温速率为50‑100℃/min,工艺压力为30Mpa,并全程轴向加压直至制备结束;
S3‑2C、升温至合成温度后保温,保温后降温冷却至100℃,其中保温时间为5‑10min,降温速率为50℃/min,停止加压和抽真空,取出样品。
9.铬酸镧陶瓷,其特征在于,由LaCrO3陶瓷母材和用于连接LaCrO3陶瓷母材的、具有“三明治”结构的LaCrO3‑Ti3SiC2层压陶瓷复合材料组成。
10.铬酸镧陶瓷的制作工艺,其特征在于,包括如下步骤:
M1、LaCrO3和Ti3SiC2陶瓷胚体薄片的制备,分别称量LaCrO3粉末和Ti3SiC2粉末,分别添加PVA溶液在研钵中研磨均匀,干燥后,分别用压片机将混合粉末压成厚度为100~150μm的圆薄片,制成独立的陶瓷薄片胚体;
M2、连接层中间层的制备,将陶瓷薄片胚体以LaCrO3‑Ti3SiC2‑LaCrO“3 三明治”结构形式组合作为连接中间层;
M3、连接模具组装,按LaCrO3陶瓷母材‑连接中间层‑LaCrO3陶瓷母材的顺序装配至石墨模具中,使得连接中间层的中心与其上下LaCrO3陶瓷母材连接界面的中心上下正对;
M4、放电等离子烧结连接,将装配完成的石墨模具用碳毡包裹后放入放电等离子烧结炉中,施加压力至30Mpa并全程保持加压和抽真空的状态,进行连接,以100℃/min的升温速率升温至1300℃‑1500℃,保温5min后以50℃/min的降温速率恢复至100℃,停止加热、加压和抽真空,待冷却至室温后连接结束,结束后取出石墨模具,即制得LaCrO3‑Ti3SiC2层压复合中间层连接LaCrO3陶瓷母材的LaCrO3陶瓷连接件。