一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料陶瓷制备技术领域，具体涉及一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法。

背景技术

防弹陶瓷在军事装备及煤炭、矿山等特种作业工作人员安全防护中的应用很广泛。在现代大规模战争以及反暴力、反恐怖的斗争中，对于如何抵御枪、炮、导弹对军事装备及人员的损害，同样显得非常重要。而应用防弹陶瓷对减小伤亡、提高战斗力，增加胜利因素，起着关键作用。

碳化硅陶瓷是一种力学性能优良、抗氧化性好、耐腐蚀、高温性能好的新型陶瓷材料，由于其优良的力学、化学甚至导电性能，在工业生产中受到了广泛的关注和应用。常见碳化硅陶瓷制品以烧结方式的不同可分为反应烧结碳化硅陶瓷和无压固相烧结碳化硅陶瓷。

目前通常以碳微球(石墨或炭黑)作为碳化硅陶瓷制备过程中的碳源，但这种碳源由于其固有形态，必然存在烧结前或烧结过程中易团聚、碳源分散不均匀、碳颗粒粒径过大、陶瓷密度受限等问题；另外，目前碳化硅陶瓷的制备中，浆料在烧结前通常只是经过简单的混合，由于碳化硅与碳源及其他物料形成的陶瓷浆料，在烧结过程中(甚至烧结前)不能保持均匀稳定的状态，碳化硅分布不均匀，并且烧结温度控制不当，也会导致烧结过程中各部分温度不均匀，最终成品陶瓷的各部分硬度、韧性不均匀，影响产品质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化物A96.5-98.5份、碳化物B1.1-1.8份、硼化物0.1-1份、树脂12-18份、氧化物1-3份、分散剂0.15-0.45份；所述碳化物A的粒径为50-500nm，所述碳化物A为碳化硅，所述碳化硅包含0.1-1份碳化硅晶须。

优选地，所述碳化物B的粒径为50-500nm，选自碳化硼、碳化钨、碳化铬、碳化钼中的一种或多种。

进一步地，所述碳化物B为碳化硼。

优选地，所述硼化物的粒径为30-80nm，所述硼化物选自硼化钛、硼化铝、硼化钼中的一种或多种。

进一步地，所述硼化物为硼化钛。

优选地，所述树脂选自丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂中的一种或多种。

优选地，所述树脂为酚醛树脂。

进一步地，所述酚醛树脂为水溶性酚醛树脂。

进一步地，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1：(1-10)。

更进一步地，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1:7。

优选地，所述分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙二醇、聚乙烯亚胺中的一种或多种。

进一步地，所述分散剂为聚乙二醇。

优选地，所述硼化物与氧化物重量比为1：(1-10)。

进一步地，所述硼化物与氧化物重量比为1：(3-10)。

更进一步地，所述硼化物与氧化物重量比为1：5。

优选地，所述氧化物的粒径为0.5-1um。

优选地，所述氧化物选自氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钛中的一种或多种。

进一步地，所述氧化物为氧化铝。

在实验过程中意外发现，将水溶性酚醛树脂加入到体系中，纳米粉体的带电性不一致，会影响粉体的分散，将氧化铝通过研磨包覆在碳化硅粉体的表面，使碳化硅与其他粉体能均匀混合，在体系中加入部分碳化硅晶须，制备的陶瓷性能均一，可能是碳化硅晶须与氧化铝混合后，可以将体系的带点性能调整的更均匀稳定，得到强度和韧性性能更优的防弹陶瓷；水溶性酚醛树脂不但可以更好的粘结碳化硅粉料，还可以提高陶瓷的强度，酚醛树脂在高温下碳化，可以与碳化硼，氧化铝协同作用，作为碳源，减少碳化硅在高温下生成Si

本发明第二个方面提供了一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化物A96.5-98.5份、碳化物B1.1-1.8份、硼化物0.1-1份、树脂12-18份、氧化物1-3份、分散剂0.15-0.45份加入到球磨机中进行球磨混合18-30h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌1-4h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为26-32HZ，进风温度为250-280℃，出风温度为100-120℃，进浆压力为40-60MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为150-1500吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化0.5-2h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持0.5-5cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2200-2250℃，保温时间为1-2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

进一步地，包含以下步骤：

(1)将碳化硅96.5-98.5份、碳化硼1.1-1.8份、硼化钛0.1-1份、水溶性酚醛树脂12-18份、氧化铝1-3份、聚乙二醇0.15-0.45份加入到球磨机中进行球磨混合18-30h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌1-4h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为26-32HZ，进风温度为250-280℃，出风温度为100-120℃，进浆压力为40-60MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为150-1500吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化0.5-2h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持0.5-5cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2200-2250℃，保温时间为1-2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

有益效果

1、采用封闭式湿法连续研磨方式，减小了研磨过程中的原料污染。

2、采用自制碳化硅球作为研磨介质，实现无污染研磨，降低了粉体提纯的难度。

3、采用雾化造粒配方与工艺，使造粒粉的技术指标达到进口同类产品的技术要求。

4、采用本发明工艺制备的碳化硅防弹陶瓷韧性好，强度高。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化物A96.5-98.5份、碳化物B1.1-1.8份、硼化物0.1-1份、树脂12-18份、氧化物1-3份、分散剂0.15-0.45份；所述碳化物A的粒径为50-500nm，所述碳化物A为碳化硅，所述碳化硅包含0.1-1份碳化硅晶须。

碳化硅：是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。

在一种优选的实施方式中，所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

在一种优选的实施方式中，所述碳化物B的粒径为50-500nm，选自碳化硼、碳化钨、碳化铬、碳化钼中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述碳化物B为碳化硼。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司的碳化硼粉，粒径为0.55um。

在一种优选的实施方式中，所述硼化物的粒径为30-80nm，所述硼化物选自硼化钛、硼化铝、硼化钼中的一种或多种。

硼化物：硼与金属、某些非金属(如碳)形成的二元化合物，可用通式MmBn表示，一般为间充型化合物，不遵循化合价规则。

在一种更优选的实施方式中，所述硼化物为硼化钛。

在一种最优选的实施方式中，所述硼化钛为二硼化钛。

在一种更优选的实施方式中，所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

在一种优选的实施方式中，所述树脂选自丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述树脂为酚醛树脂。

在一种最优选的实施方式中，所述酚醛树脂为水溶性酚醛树脂。

水溶性酚醛树脂：是苯酚与甲醛在碱性催化剂存在下缩聚，适当控制反应终点，制得的树脂。

在一种优选的实施方式中，所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

在一种更优选的实施方式中，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1：(1-10)。

在一种更优选的实施方式中，所述水溶性酚醛树脂与碳化硅的重量比为1:7。

在一种优选的实施方式中，所述分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚乙二醇、聚乙烯亚胺中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述分散剂为聚乙二醇。

聚乙二醇：是一种高分子聚合物，化学式是HO(CH

在一种更优选的实施方式中，所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

在一种优选的实施方式中，所述硼化物与氧化物重量比为1：(1-10)。

在一种更优选的实施方式中，所述硼化物与氧化物重量比为1：(3-10)。

在一种最优选的实施方式中，所述硼化物与氧化物重量比为1：5。

在一种优选的实施方式中，所述氧化物的粒径为0.5-1um。

在一种优选的实施方式中，所述氧化物选自氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钛中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述氧化物为氧化铝。

氧化铝:是一种无机物，化学式Al2O3，是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

本发明第二个方面提供了一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化物A96.5-98.5份、碳化物B1.1-1.8份、硼化物0.1-1份、树脂12-18份、氧化物1-3份、分散剂0.15-0.45份加入到球磨机中进行球磨混合18-30h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌1-4h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为26-32HZ，进风温度为250-280℃，出风温度为100-120℃，进浆压力为40-60MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为150-1500吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化0.5-2h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持0.5-5cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2200-2250℃，保温时间为1-2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

在一种优选的实施方式中，包含以下步骤：

(1)将碳化硅96.5-98.5份、碳化硼1.1-1.8份、硼化钛0.1-1份、水溶性酚醛树脂12-18份、氧化铝1-3份、聚乙二醇0.15-0.45份加入到球磨机中进行球磨混合18-30h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌1-4h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为26-32HZ，进风温度为250-280℃，出风温度为100-120℃，进浆压力为40-60MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为150-1500吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化0.5-2h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持0.5-5cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2200-2250℃，保温时间为1-2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例1

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例2

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.5份、碳化硅晶须1份、碳化硼1.8份、二硼化钛1份、水溶性酚醛树脂18份、氧化铝3份、聚乙二醇0.45份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.5份、碳化硅晶须1份、碳化硼1.8份、二硼化钛1份、水溶性酚醛树脂18份、氧化铝3份、聚乙二醇0.45份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例3

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅96.4份、碳化硅晶须0.1份、碳化硼1.1份、二硼化钛0.1份、水溶性酚醛树脂12份、氧化铝1份、聚乙二醇0.15份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅96.4份、碳化硅晶须0.1份、碳化硼1.1份、二硼化钛0.1份、水溶性酚醛树脂12份、氧化铝1份、聚乙二醇0.15份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例4

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅98份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅98份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例5

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂8份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂8份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例6

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.05份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.05份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例7

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝0.3份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝0.3份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2250℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

实施例8

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷，按重量份计，包含以下组分：碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份。

所述碳化硅购买厂家为宇航金属材料有限公司，牌号为0311，平均粒径为50nm。

所述碳化硅晶须购买厂家为苏州碳丰石墨烯科技有限公司，型号为TF-001，粒径为0.1-2.5um。

所述碳化硼购买厂家为武汉美琪林新材料有限公司，粒径为0.55um。

所述二硼化钛购买厂家为河北华钻合金焊接材料有限公司，型号为HZ-TiB2-02，粒径为1um。

所述水溶性酚醛树脂购买厂家为湖北兴恒业科技有限公司，CAS号为9000-71-9。

所述聚乙二醇购买厂家为江苏茂亨化工有限公司，型号为PEG-400。

所述氧化铝选自上海召明实业有限公司，规格型号为VITAL氧化铝造粒粉。

一种无压烧结碳化硅防弹陶瓷的制备方法，包含以下步骤：

(1)将碳化硅97.4份、碳化硅晶须0.6份、碳化硼1.5份、二硼化钛0.4份、水溶性酚醛树脂14份、氧化铝2份、聚乙二醇0.3份加入到球磨机中进行球磨混合24h，将球磨混合后的物料放入搅拌装置中进行搅拌2h；

(2)将搅拌后的混合料喷入造粒塔中，造粒塔的离心变频为28HZ，进风温度为265℃，出风温度为110℃，进浆压力为50MPa，得到造粒粉；

(3)将上述造粒粉置于硬质合金模具内进行压制得到生坯a，压制方式为双向加压，机床压力吨位为350吨；

(4)将步骤3压制好的生坯a放入80℃干燥箱中进行干燥固化1h，得到生坯b；

(5)将生坯b置于石墨坩埚或带有弧度的石墨基体上，生坯间保持2cm的间隙排列，将装好生坯的石墨坩埚或带有弧度的石墨基体放入真空烧结炉中进行烧制，烧结炉温度设定为2300℃，保温时间为2h，关闭真空烧结炉的开关，温度降至室温后，取出制备的碳化硅防弹陶瓷。

性能测试

1.烧结密度测试：利用阿基米德原理使用密度计测量试样的烧结密度。

2.抗弯强度测试：使用数显弯曲强度，在INSTRON-5566万能材料试验机测量三点抗弯强度，试样规格为3mm*4mm*36mm，跨距为20mm，加载速度为0.5mm/min。

3.维氏硬度测试：使用数显维氏硬度计，测试试样的维氏硬度。

使用上述测试方法测试实施例1-8制备的碳化硅防弹陶瓷的性能，测试数据见表1。

表1

本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。