[發明專利]一種碳化硅／硼化鎢復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410075532.1
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103771859A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 陳繼新;趙國瑞;孫連東;苗磊;李美栓;周延春
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種碳化硅／硼化鎢復合材料，其特征在于：該復合材料由鎢二硼五增強相和碳化硅基體組成，鎢二硼五增強相均勻彌散地分布于碳化硅基體中，其中碳化硅與鎢二硼五的摩爾比為（10～20）:（2～8）。

2.按照權利要求1所述的碳化硅／硼化鎢復合材料，其特征在于：優選的，碳化硅與鎢二硼五的摩爾比為13:4。

3.按照權利要求1所述的碳化硅／硼化鎢復合材料，其特征在于：碳化硅基體的晶粒尺寸0.5～2微米，鎢二硼五的形貌為板條狀晶粒，其長徑比為3～14，且晶粒之間形成互鎖結構。

4.一種權利要求1所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：根據所要獲得的碳化硅與鎢二硼五摩爾比，采用碳化鎢WC粉、碳化硼B₄C粉和硅Si粉，或者碳化鎢WC粉、碳化硼B₄C粉、硅Si粉和碳化硅SiC粉、鎢二硼五W₂B₅粉之一種或兩種為原料，其中WC：B₄C：Si的摩爾比為8:5:13；原料粉經物理機械方法混合8～24小時，裝入石墨模具中冷壓成型，施加的壓強為10～20MPa，時間5～20分鐘；在通有惰性氣體保護氣氛的熱壓爐內燒結，升溫速率為1～20℃/分鐘，燒結溫度為1600～2000℃、燒結時間為0.5～3小時、燒結壓強為10～300MPa。

5.一種權利要求2所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于：當碳化硅與鎢二硼五的摩爾比為13:4時，采用碳化鎢WC粉、碳化硼B₄C粉和硅Si粉為原料，其中WC：B₄C：Si的摩爾比為8:5:13；原料粉經物理機械方法混合8～24小時，裝入石墨模具中冷壓成型，施加的壓強為10～20MPa，時間5～20分鐘；在通有惰性氣體保護氣氛的熱壓爐內燒結，升溫速率為1～20℃/分鐘，燒結溫度為1600～2000℃、燒結時間為0.5～3小時、燒結壓強為10～300MPa。

6.按照權利要求4或5所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于，原料粉原位熱壓發生的化學反應為：

8WC＋5B₄C＋13Si→13SiC＋4W₂B₅。

7.按照權利要求4或5所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于，碳化鎢粉粒度范圍為0.5～10微米，碳化硼粉的粒度范圍為1～10微米；硅粉粒度范圍為200～400目。

8.按照權利要求4或5所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于，燒結方式為熱壓或熱等靜壓燒結。

9.按照權利要求4或5所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于，惰性氣體為氬氣或氦氣。

10.按照權利要求4或5所述的碳化硅／硼化鎢復合材料的制備方法，其特征在于，物理機械方法混合為在聚氨酯球磨罐中干混或在酒精介質中球磨。