一种MAX修饰第三电极炭材料及其制备方法与流程

一种max修饰第三电极炭材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及电极表面修饰技术领域，具体为一种max修饰第三电极炭材料及其制备方法。


背景技术：

2.max相材料是由三种元素组成的天然层状碳氮化物无机非金属类材料,其具有金属的导电和导热性能,也具备结构陶瓷的高强度、耐高温、耐腐蚀等苛刻环境服役能力；max相材料在高温润滑、耐氧化涂层、事故容错核材料、自修复复合材料和能源材料等领域获得了广泛的关注,国内外材料学家正积极开展大量的探索研究。
3.现有的max修饰第三电极炭材料多数通过cu或是钛板镀钌铱进行镀层，但是钌铱价格昂贵，而目前对于其他复合材料的性价比较低，制成的材料耐用性较差，为此，本发明提供了一种max修饰第三电极炭材料及其制备方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种max修饰第三电极炭材料及其制备方法，解决了现有的max修饰第三电极炭材料多数通过cu或是钛板镀钌铱进行镀层，但是钌铱价格昂贵，而目前对于其他复合材料的性价比较低，制成的材料耐用性较差的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种max修饰第三电极炭材料的制备方法，具体包括以下步骤：
6.s1、材料准备：根据修饰第三电极炭准备相应的原材料，将ti、si和c作为初始原料，并且将原材料加工研磨成粉体，并对研磨后的原材料进行均匀的混合，并投入至烧结炉中；
7.s2、材料制备：利用放电等离子烧结法对放置在烧结炉中的原材料进行多次烧结调温操作，并且对烧结完成形成的固体产物进行退火操作，得到所需的复合材料；
8.s3、材料修饰：此时将得到复合材料通过同步氨化/碳化法修饰在第三电极炭表面得到复合材料修饰第三电极炭。
9.优选的，所述s2中放电等离子烧结法是利用脉冲电流通过粉末颗粒在sps烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体，使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。
10.优选的，所述s2中的调温操作具体包括以下步骤：
11.s2-1、首先在低温520摄氏度及以下进行烧结操作；
12.s2-2、然后在850摄氏度实现产品的预压实，并且使得产生的固体中部分al脱溶形成下一产物；
13.s2-3、在850摄氏度实现预压实后，将温度提高至1000摄氏度以上，并保持热压烧结30min得到所需的复合材料产物。
14.优选的，所述s2中的退火操作是将复合材料产物放置在温度为950摄氏度，并且退
火4小时得到最终产物。
15.本发明还公开了一种max修饰第三电极炭材料，max修饰第三电极炭材料制备方法制备而成，所述max修饰第三电极炭材料的复合材料为ti3sic2/cu。
16.优选的，所述ti3sic2/cu中：
17.以μm-tic、μm-tib2、nm-tic、nm-sic、nm-si3n4为第二相的反应热压制成。
18.优选的，所述ti3sic2/cu复合材料的拉伸强度为356mpa，且导电率达到61％的lacs，摩擦系数为0.17。
19.优选的，所述第三电极炭材料表面的修饰层厚度控制在1μm-3μm。
20.有益效果
21.本发明提供了一种max修饰第三电极炭材料及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
22.该max修饰第三电极炭材料及其制备方法，通过利用放电等离子烧结法对放置在烧结炉中的原材料进行多次烧结调温操作，并且对烧结完成形成的固体产物进行退火操作，得到所需的复合材料，其中颗粒间的有效放电可产生局部高温，可以使表面局部熔化、表面物质剥落，并且有效的提高了复合材料的综合性能，同时避免了材料昂贵的问题，并且有效的提高了替换材料的性价比。
附图说明
23.图1为本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
26.实施例一
27.一种max修饰第三电极炭材料的制备方法，具体包括以下步骤：
28.s1、材料准备：根据修饰第三电极炭准备相应的原材料，将ti、si和c作为初始原料，并且将原材料加工研磨成粉体，并对研磨后的原材料进行均匀的混合，并投入至烧结炉中；
29.s2、材料制备：利用放电等离子烧结法对放置在烧结炉中的原材料进行多次烧结调温操作，并且对烧结完成形成的固体产物进行退火操作，得到所需的复合材料；
30.s3、材料修饰：此时将得到复合材料通过同步氨化/碳化法修饰在第三电极炭表面得到复合材料修饰第三电极炭。
31.本发明实施例中，s2中放电等离子烧结法是利用脉冲电流通过粉末颗粒在sps烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体，使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。
32.本发明实施例中，s2中的调温操作具体包括以下步骤：
33.s2-1、首先在低温520摄氏度及以下进行烧结操作；
34.s2-2、然后在850摄氏度实现产品的预压实，并且使得产生的固体中部分al脱溶形成下一产物；
35.s2-3、在850摄氏度实现预压实后，将温度提高至1000摄氏度以上，并保持热压烧结30min得到所需的复合材料产物。
36.本发明实施例中，s2中的退火操作是将复合材料产物放置在温度为950摄氏度，并且退火4小时得到最终产物。
37.实施例二
38.一种max修饰第三电极炭材料的制备方法，具体包括以下步骤：
39.s1、材料准备：根据修饰第三电极炭准备相应的原材料，将ti、si和c作为初始原料，并且将原材料加工研磨成粉体，并对研磨后的原材料进行均匀的混合，并投入至烧结炉中；
40.s2、材料制备：利用放电等离子烧结法对放置在烧结炉中的原材料进行多次烧结调温操作，并且对烧结完成形成的固体产物进行退火操作，得到所需的复合材料；
41.s3、材料修饰：此时将得到复合材料通过同步氨化/碳化法修饰在第三电极炭表面得到复合材料修饰第三电极炭。
42.本发明实施例中，s2中放电等离子烧结法是利用脉冲电流通过粉末颗粒在sps烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体，使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。
43.本发明实施例中，s2中的调温操作具体包括以下步骤：
44.s2-1、首先在低温520摄氏度及以下进行烧结操作；
45.s2-2、然后在850摄氏度实现产品的预压实，并且使得产生的固体中部分al脱溶形成下一产物；
46.s2-3、在850摄氏度实现预压实后，将温度提高至1000摄氏度以上，并保持热压烧结30min得到所需的复合材料产物。
47.本发明实施例中，s2中的退火操作是将复合材料产物放置在温度为950摄氏度，并且退火4小时得到最终产物。
48.本发明还公开了一种max修饰第三电极炭材料，max修饰第三电极炭材料制备方法制备而成，所述max修饰第三电极炭材料的复合材料为ti3sic2/cu。
49.本发明实施例中，ti3sic2/cu中：
50.以μm-tic、μm-tib2、nm-tic、nm-sic、nm-si3n4为第二相的反应热压制成。
51.本发明实施例中，ti3sic2/cu复合材料的拉伸强度为356mpa，且导电率达到61％的lacs，摩擦系数为0.17。
52.本发明实施例中，第三电极炭材料表面的修饰层厚度控制在1μm-3μm。
53.综上所述，通过利用放电等离子烧结法对放置在烧结炉中的原材料进行多次烧结调温操作，并且对烧结完成形成的固体产物进行退火操作，得到所需的复合材料，其中颗粒间的有效放电可产生局部高温，可以使表面局部熔化、表面物质剥落，并且有效的提高了复合材料的综合性能，同时避免了材料昂贵的问题，并且有效的提高了替换材料的性价比。
54.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。