[發明專利]一種改性碳化硅粉末及其制備方法

無效

• 申請號: 200710178257.6
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101450801A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 馬自力;樊建中;左濤;張琪;徐駿;石力開
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36;B02C19/06;B02C23/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明屬于碳化硅陶瓷粉末技術領域；特別涉及一種改性碳化硅 陶瓷粉末材料及其制備方法。

背景技術

碳化硅材料以其優異的耐高溫、耐腐蝕、熱穩定、高硬度等物理 化學性能而在冶金、機械、化工、建材等工業領域獲得廣泛的應用， 在電子、電氣、航空航天等高新技術行業也備受青睞。工業化生產的 碳化硅多為大結晶塊，需要進一步的粉碎、分級才能作為原材料使用。 碳化硅屬于超硬物質(莫氏硬度9.2～9.5)，粉末制備多采用破碎機、 球磨機、氣流磨等，由此而得到的碳化硅粉末顆粒無論大小，一般都 具有表面平直、棱角分明的形貌，是典型的解理斷裂面，小的碳化硅 粉末顆粒具有和大的碳化硅粉末顆粒相似的外形和表面，即尖銳的棱 角、平直的或臺階狀的表面(圖1a，圖1b)。作為磨料使用的碳化硅 粉末，這種顆粒形貌是適宜的，其銳利的外形有利于切削進行，但是 如果用作金屬基復合材料的增強體時，這種顆粒形貌對于粉末材料的 流動性以及材料制品的塑性的影響就是不利的。

分析顆粒增強金屬基復合材料強化機理發現，影響顆粒增強金屬 基復合材料塑性的因素主要包括兩方面，即增強體特性和金屬基體在 受載形變過程中的行為。增強體顆粒本身可能會出現斷裂或界面脫開； 由于增強體顆粒與金屬基體之間存在較大的熱膨脹系數差別，在基體 中會導致顆粒附近基體的局部加工硬化和三向拉應力的出現；增強體 顆粒銳利的棱角會造成局部應力集中；增強體顆粒的平直的表面使其 與金屬基體結合界面易于相對滑動脫開，這些因素均不利于材料塑性 的提高。因此，如何通過控制增強體顆粒粒度分布、顆粒形貌、表面 狀態等參數改善和提高金屬基復合材料塑性，就成為本技術領域急需 解決的問題之一。

發明內容

本發明的目的之一在于實現一種改性的適于用作金屬基復合材料 增強體的碳化硅粉末。

本發明的目的是通過以下技術方案達到的：

一種改性的碳化硅粉末，其特征在于：所述碳化硅粉末由微觀表面 粗糙、外形圓整、沒有尖銳棱角的碳化硅顆粒組成。

一種優選技術方案，其特征在于：所述碳化硅粉末顆粒的粒度范圍 為2～25μm，平均粒度在5～20μm范圍內。

本發明的另一目的在于提供一種上述碳化硅粉末的制備方法。

本發明的上述目的是通過以下技術方案達到的：

一種改性碳化硅粉末的制備方法，包括下述步驟：(1)打開引風機 使研磨室產生適當的負壓，將粒度范圍在2～30μm、重量適當的普通 碳化硅粉末引入碳化硅粉末改性處理裝置中的錐底圓筒形研磨室；(2) 同時底部噴嘴通入0.001～0.05MPa的干燥凈化壓縮空氣使碳化硅粉末 可以上下循環蠕動；(3)通過水平均布、相對噴射的兩組對噴噴嘴通 入0.1～0.5MPa干燥凈化壓縮空氣進行粉末自研磨；(4)自研磨產生 的邊角碎粉通過旋風除塵裝置收集處理。

一種優選技術方案，其特征在于：所述碳化硅粉末改性處理裝置 的結構為：包括錐底圓筒形研磨室4、分級輪5、旋風除塵器6、引風 機8以及加料斗3，加料斗3位于所述錐底圓筒形研磨室4的下部， 把待處理碳化硅粉末引入錐底圓筒形研磨室4；所述錐底圓筒形研磨 室4的下部設有底部噴嘴1提供向上的氣流，對碳化硅粉末進行均勻 化攪動；所述錐底圓筒形研磨室4的下部側面設有4個對噴噴嘴2， 對噴噴嘴分為兩組，均布在同一水平面上，同軸相對的2個為一組， 根據工藝要求可以同時使用一組或兩組對噴噴嘴通入適當壓強的干燥 壓縮空氣進行研磨；所述錐底圓筒形研磨室4上部設有分級輪5，并 通過管道與所述旋風除塵器6相連接，所述旋風除塵器6下端設有集 塵罐7；所述旋風除塵器6通過管道與所述引風機8相連接，分級輪5 和引風機8將研磨下來的超細粉送入旋風除塵器6，并收集到集塵罐7 里；研磨好的成品粉末留在錐底圓筒形研磨室4的底部。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(3)中所述自研磨的 時間根據投料粉末粒度、數量不等可以設為0.5～24小時，對噴研磨 氣流壓強為0.1～0.5MPa。

本發明的方法是通過利用高能氣流帶動被研磨粉末相對運動造成 粉末顆粒之間相互撞擊、磨削進行研磨的工藝技術方法，對具有尖銳 棱角和平直或臺階狀表面的碳化硅粉末顆粒進行改性處理，使碳化硅 粉末顆粒具有微觀粗糙的表面以及圓整平滑的外形，進而可用于改善 金屬基復合材料的性能。