[發(fā)明專利]一種h-BN/TiC可加工陶瓷的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210535949.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN103011821A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐竹興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/56
• 分類號(hào): C04B35/56;C04B35/622;C04B35/628
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種h-BN/TiC可加工陶瓷，屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

陶瓷材料具有許多優(yōu)良的性能，但是，由于陶瓷材料硬度大，制備精密尺寸陶瓷部件時(shí)，只有通過金剛石磨料砂輪磨削，制造成本非常高。所以，人們一直在尋找一種方法，即既能滿足基本力學(xué)性能要求又能進(jìn)行機(jī)械加工獲得精密尺寸陶瓷部件的方法。20世紀(jì)90年代，日本學(xué)者Niihara等人采用Si₃N₄顆粒包覆h-BN制備出強(qiáng)度高可加工陶瓷部件，為高性能可加工陶瓷部件的制備開辟了一條新途徑；2002年，李永利等在?“納米BN包覆的Al₂O₃復(fù)合粉的制備及其燒結(jié)性能研究”中采用分析純?cè)噭〤O(N₂)_?2和H₃BO₃以摩爾比1：4混合，在研缽中充分研磨后，與高純Al₂O₃粉(平均粒徑03μm)一起放入塑料桶中以無(wú)水乙醇為介質(zhì)，使用氧化鋁磨球，濕磨混料，然后烘干(同時(shí)攪拌)，再球磨，在氫氣氣氛下制成Al₂O₃-h-BN可加工陶瓷；2004年董艷玲等在“TiB₂一BN復(fù)相陶瓷的制備工藝及性能研究”中將TiB₂、BN和Ni粉按一定比例稱量，分別以不同混料方式混料，將混合漿料干燥和過篩，并將均勻的混合料裝入涂有BN?的石墨模具中，置于等離子放電熱壓爐中在Ar氣保護(hù)進(jìn)行燒結(jié)制備出TiB₂-h-BN可加工陶瓷部件；2009年，張巨先在“低介電損耗AIN陶瓷及BN-AIN基陶瓷材料研究”中采用硼酸和尿素與AlN粉體混合在氮?dú)夥障聼浦瞥葾lN-h-BN可加工陶瓷。在上述體系中除了Si₃N₄-h-BN可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度可以達(dá)到950MPa.以外，如TiB₂-h-BN，AlN-h-BN等可加工陶瓷的抗強(qiáng)度也只有154?MPa.左右。因此采用通常的混合、化學(xué)法h-BN包覆技術(shù)制備的可加工陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、實(shí)現(xiàn)制備更高強(qiáng)度h-BN/TiC可加工陶瓷的制備方法。其技術(shù)方案為：

一種h-BN/TiC可加工陶瓷的制備方法，采用h-BN包覆TiC陶瓷粉體經(jīng)冷等靜壓成型后熱壓燒成h-BN/TiC可加工陶瓷，具體方法包括以下步驟：

第一步：將硼酸：尿素以重量比為2：1的比例均勻混合，外加30~60%乙醇在密閉容器中50~90℃加熱處理10~24小時(shí)后再攪拌10~30分鐘制成酯化溶液；

第二步：將粒度為0.1~2μm的TiC陶瓷粉體40~70%加入到30~60%的上述酯化溶液中球磨制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為0.01~0.5mm的包覆TiC粉體，將上述包覆TiC粉體在溫度為600~1000℃×30~60分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h-BN包覆TiC陶瓷粉體，將h-BN包覆TiC陶瓷粉體在100~200MPa.的壓力下經(jīng)冷等靜壓制成?60×10~20mm片狀坯體，然后在1700~1850℃×30~180分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅?~100MPa.燒制成h-BN/TiC可加工陶瓷。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為：

1、本發(fā)明生產(chǎn)h-BN/TiC可加工陶瓷顯微結(jié)構(gòu)均勻，強(qiáng)度高，整體可靠性高；

2、通過該包覆工藝可在TiC晶粒表面形成厚度均勻的h-BN層，且h-BN層的厚度可控，所制備的h-BN/TiC可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度與混合、化學(xué)法相比提高1倍；

3、h-BN/TiC可加工陶瓷具有優(yōu)良的抗氧化性能、力學(xué)性能及熱學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

第一步：將硼酸：尿素以重量比為2：1的比例均勻混合外加30%乙醇在密閉容器中50℃加熱處理24小時(shí)后再攪拌30分鐘制成酯化溶液；

第二步：將粒度為0.1μm的TiC陶瓷粉體70%加入到30%的酯化溶液中制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為0.5mm的包覆TiC粉體，將上述包覆TiC粉體在溫度為600℃×30分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h-BN包覆TiC陶瓷粉體，將h-BN包覆TiC陶瓷粉體在100MPa.的壓力下等靜壓壓制成?60×10mm片狀坯體，然后在1700℃×30分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅?MPa.燒制成h-BN/TiC可加工陶瓷。