[發明專利]一種Al2O3-Ni-C-B4C復相陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 201010116915.0
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN101798222A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 高遠飛;黃宏;徐友果;黃朝暉;房明浩;劉艷改
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(北京)
• 主分類號: C04B35/563
• 分類號: C04B35/563;C04B35/622;C22C29/02
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1.一種Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷，其特征在于：所述Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷是以α-Al₂O₃粉、B₄C粉體、金屬Ni粉和碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛樹脂)為主要原料，以聚乙烯醇等為結合劑，將各原料按一定比例混合后再經過成型、干燥、燒成等工藝過程制備出Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷。

2.根據權利要求1所述的一種Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷，其特征在于：所述α-Al₂O₃粉體為市售工業原料，其加入量為總配料質量的0.1～30.0wt.％；所述B₄C粉體為市售工業原料，其加入量為5.0～99.9wt.％；所述金屬Ni粉為市售工業原料，其加入量為0.1～15.0wt.％；所述碳源可以是炭黑、石墨、焦炭等含碳材料或酚醛樹脂等高溫條件下可以發生碳化反應的原料，其用法可以是分別單獨加入，也可以是它們的混合物加入，若混合加入，其混合比例沒有特殊要求，總加入量為O.1～10wt.％。

3.根據權利要求1所述的一種Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷，其特征在于：所述各原料的質量要求為α-Al₂O₃粉體的純度大于95wt.％，粉料粒徑為d₅₀＜10μm；B₄C粉體的純度大于91wt.％，粉料粒徑d₅₀＜5μm；金屬Ni粉的純度大于92wt.％，粉料粒徑為d₅₀＜50μm；碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛樹脂等含碳材料)的質量要求為碳含量(或碳化反應后產物中碳的含量)的百分比大于95wt.％，灰分不大于8％，揮發分不大于7％，硫含量小于2％，水分不大于5％，粉料粒徑為d₅₀＜50μm。

4.根據權利要求1所述的一種Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷，其特征在于：所述Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷采用的結合劑可以為聚乙烯醇、樹脂、瀝青或焦油等，均為市售工業原料，其用法可以是分別單獨加入或者是它們的混合物加入，各結合劑之間的混合比例沒有特殊要求，其加入后殘炭量為O.1～10.0wt％。

5.根據權利要求1所述的一種Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷，所述的制備工藝過程依次為：

a)將α-Al₂O₃粉、B₄C粉體、金屬Ni粉和碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛樹脂)按一定配比混合后加入球磨機中球磨O.1～24h至各原料混合均勻，球磨的方式可以選用干法球磨或濕法球磨，其中球磨介質可以選用金屬球、陶瓷球或瑪瑙球等，濕法球磨選用的球磨液可以是水或無水乙醇等。然后將混合均勻的原料經過成型、干燥等工藝過程制成坯體，其中成型工藝可以是干壓成型、半干壓成型或等靜壓成型，成型壓力約為100～300MPa。

b)將上述干燥好的坯體置于耐高溫匣缽中進行燒成。首先在空匣缽底部鋪放1～20mm的焦炭顆粒和焦炭粉，焦炭顆粒和焦炭粉的比例沒有要求，然后再鋪放1～20mm的氧化鋁空心球，將粉料坯體至于氧化鋁空心球鋪層上，并用氧化鋁空心球將坯體覆蓋，最后在匣缽最上層也鋪放焦炭顆粒和焦炭粉，將匣缽完全填滿后用耐高溫材料密封，然后將匣缽置于高溫爐中進行燒成，其中熱工窯爐可以是電爐、馬弗式燃氣窯或燃煤窯或燃油窯、隧道窯、管式爐、立式爐、電弧爐等。匣缽及其匣缽內的Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷坯體經過常溫至2350℃的溫度范圍內燒成過程中升溫速度沒有特殊要求，在相應的溫度下可以分別保溫一定時間，在最終燒成溫度下(1650～2350℃)保溫0.5～24小時，然后自然冷卻至室溫并去除掩埋的焦炭顆粒和細粉即可得到所述的Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷。

本發明涉及的這種制備Al₂O₃-Ni-C-B₄C復相陶瓷的新方法具有生產成本低、制備工藝方法簡單、產品性能好、易于成型等特點。