[發明專利]氧化鋁/碳化鈦復合粉末的制備方法

有效

• 申請號: 201410101045.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103922708A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 楊梅;龍劍平;邱克輝
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/56;C04B35/626
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技術領域

本發明涉及一種復合粉末的制備方法，特別涉及Al₂O₃/TiC復合粉末的制備方法，屬于粉末冶金領域。

背景技術

Al₂O₃具有高硬度、高強度、耐磨損、抗腐蝕及耐高溫等優良特性，是應用最廣泛的一種結構陶瓷材料。然而其斷裂強度低、抗熱震性和抗蠕變能力較差，這些缺點限制了其更廣泛的應用。目前，在Al₂O₃基體中摻入間隙化合物(如TiC、TiN?和Ti(C,N))等材料是提高Al₂O₃陶瓷力學性能的有效方法。由于TiC具有高熔點(3067℃)?和高硬度(HV=2800)，在Al₂O₃陶瓷中摻入的TiC分散到Al₂O₃顆粒周圍不僅可抑制Al₂O₃晶粒的生長,?使復合陶瓷具有更高硬度和強度(抗彎強度可達到Al₂O₃的1.5～2倍)；而且分散的TiC粒子可以阻礙Al₂O₃陶瓷服役過程中出現的裂紋的擴展,?進而提高Al₂O₃陶瓷的斷裂韌性。

因此，為有效發揮TiC添加物的作用，如何使TiC在Al₂O₃基體中均勻分布成為制備高性能Al₂O₃陶瓷的一個關鍵問題。最常用的方法是將TiC和Al₂O₃?粉末機械混合,?但這種方法容易造成TiC添加相的團聚,?或局部組分偏離,?最終導致復合材料的力學性能下降。也有研究報道了采用化學共沉淀法制得納米TiN/Al₂O₃前驅體,?然后在管式爐中經高溫選擇性氮化,?得到納米TiN/Al₂O₃復合粉體（李景國,?高濂,?郭景坤.原位氮化法制備納米TiN/Al₂O₃復合粉體[J].?無機材料學報,?2002,?17?(3)：437-442）。這種方法將添加物與Al₂O₃的分散方法從機械混合改變為液相中膠體混合，分散均勻性得到提高，但仍難以避免團聚，而且一旦出現Al₂O₃包覆TiO₂則會導致氮化不完全。專利201110185641.5將Ti(OH)₄在Al₂O₃表面包覆制造Al₂O₃/TiC核殼結構，但是Al₂O₃微細顆粒本身的團聚則難以得到控制，特別是目前陶瓷材料已經向超細和納米化發展；而且先制造出Al₂O₃粉末，然后包覆TiO₂，再碳化的工藝過程比較復雜。

可見，目前制造均勻分散的Al₂O₃/TiC粉末時，存在包括TiC或Al₂O₃粉末難以彌散分布，工藝過程復雜等問題。

發明內容

本發明針對目前Al₂O₃/TiC復合粉末制備過程存在的TiC?難以在Al₂O₃基體中均勻分散而不利于充分發揮TiC的改性作用，工藝過程復雜的問題，提出先制備Al(OH)₃溶膠，然后以其為核心在表面包覆Ti（OH）₄，經過干燥后形成Al₂O₃/TiO₂包覆粉末，最后利用碳熱還原法制造出TiC包覆Al₂O₃的復合粉末，實現了TiC在Al₂O₃中的彌散分布，可用于高性能Al₂O₃/TiC復合陶瓷制造。

本發明的Al₂O₃/TiC復合粉末的制備方法，其特征在于依次包含以下步驟：