[發明專利]一種碳化硼碳化硅復合陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 201210560943.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103030396A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王為民;張志曉;杜賢武;傅正義
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/563
• 分類號: C04B35/563;C04B35/78;C04B35/622
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于它由碳化硼、碳粉和硅粉三元混合粉體經過機械合金化后，再由反應熱壓技術燒結而成，按重量百分比計所述的三元混合粉體中包括碳化硼粉體50%-90%，碳粉15%-3%，硅粉35%-7%，所述碳粉和硅粉的摩爾比為0.8-1.2。

2.根據權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述的三元混合粉體中按重量百分比計包括碳化硼粉體70%-90%，碳粉9%-3%，硅粉21%-7%。

3.根據權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述碳化硼粉體粒度為3-200um，純度大于94%。

4.根據權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述碳粉粒度為0.1-200um，純度大于96%。

5.根據權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述碳粉為無定型碳、石墨粉、活性炭和炭黑中的一種或多種按任意比例的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述硅粉粒度為3-200um，純度大于98%。

7.權利要求1所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷的制備方法，其特征在于它包括以下步驟：

1）制備非晶態高活性碳化硼、碳、硅復合粉體

①按重量百分比計，稱取碳化硼粉體50%-90%，碳粉15%-3%，硅粉35%-7%，碳粉和硅粉的摩爾比為0.8-1.2，將稱量好的碳化硼粉、碳粉和硅粉先在瑪瑙研磨中手工混合，然后將預混合的粉體和不銹鋼磨球放入行星球磨機的不銹鋼真空球磨罐中，對球磨罐進行抽真空操作后沖入氬氣，球磨80-120h獲得復合粉體；

②用鹽酸溶液對復合粉體進行酸洗，去除球磨過程中引入的Fe雜質，然后水洗除去殘余的鹽酸；

③將酸洗后的復合粉體置于60-100℃真空干燥箱內24-48h，研磨，過100-200目篩造粒，得到粒狀的復合粉體；

2）反應熱壓燒結：將經過步驟1）制得的粒狀的復合粉體放入石墨磨具，粒狀的復合粉體與磨具、壓頭之間用石墨紙隔開，置入熱壓燒結爐中真空或氬氣氣氛燒結，燒結溫度為1850-2150℃，壓力為20-60MPa，保溫時間為30-120min后，自然冷卻，得到碳化硼碳化硅復合陶瓷。

8.根據權利要求7所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述步驟1）中行星球磨機的轉速為250-400?rpm，所采用的球料比為20:1-50:1。

9.根據權利要求7所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述酸洗和水洗的條件為在40℃下用1-3mol/L的鹽酸酸洗4-9h，然后進行抽濾，所的粉體再經過水洗、抽濾各三次，所用的水為去離子水。

10.根據權利要求7所述的一種碳化硼碳化硅復合陶瓷，其特征在于所述步驟2）中熱壓燒結的升溫制度為20℃/min升溫到1500℃，保溫0-30min，然后以10℃/min的速率升溫到目標溫度繼續保溫。