[發明專利]一種Al2O3/TiC核殼結構粉末的制備方法

有效

• 申請號: 201410101057.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103922709A
• 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;B01J13/02
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技術領域

本發明涉及一種核殼結構粉末的制備方法，特別涉及Al₂O₃/TiC核殼結構粉末的制備方法，屬于粉末冶金領域。

背景技術

Al₂O₃陶瓷具有高彈性模量，高熱穩定性，優異的抗高溫氧化能力，比重輕，價格低廉等優點，可以用于制造機械耐磨件、密封件、切削刀具等。但是，陶瓷材料具有脆性大和抗熱震性較差的缺點，這限制了Al₂O₃陶瓷在高溫環境中的應用。上世紀50年代初，美國發現了在Al₂O₃陶瓷中添加TiC可改善其韌性、抗熱震性和抗裂紋擴展能力，推進了Al₂O₃陶瓷的發展，目前的Al₂O₃陶瓷中普遍添加TiC等第二相顆粒以獲得優異的性能。

盡管TiC的添加能改善Al₂O₃陶瓷的性能，但是作為添加物，其在Al₂O₃基體中均勻分散非常重要。只有彌散分布的TiC才能起到抑制裂紋在Al₂O₃基體中的擴展的作用，提高陶瓷材料力學性能。相反，如果TiC添加物自身出現團聚則會成為材料的缺陷，降低陶瓷材料的力學性能。因此，粉末冶金工藝制造Al₂O₃-TiC陶瓷的關鍵是實現TiC粉末在Al₂O₃基體中的彌散分布。目前采用的將預先制備好的Al₂O₃和TiC粉末機械混合的方法難以實現各種成分的均勻分布，特別是對于微米和納米級的細粉末。崔愛莉等提出了先制備TiO₂,然后再其表面包覆Al₂O₃，形成復合粉末（崔愛莉,王亭杰.TiO₂表面包覆SiO₂和Al₂O₃的機理和結構分析[J].高等學?；瘜W報,?1998,22(1):?71-73），這種方法存在的問題是作為核心的預先制備的粉末本身的團聚問題難以得到有效控制，特別是目前陶瓷材料向超細和納米化發展；而且工藝過程相對復雜。李景國等提出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），這種液相法比機械混合方法制備的粉末的分散程度高，其實質上是一種液相混合粉末，所以仍難以避免團聚，而且一旦出現Al₂O₃包覆TiO₂則會導致氮化不完全。

可見，不管是先制備兩種粉末再機械混合，還是先制備一種粉末再進行包覆，以及液相法制備混合粉末再碳化的方法，都有待改進以實現TiC在Al₂O₃中的彌散分布，充分發揮TiC的改性作用。?

發明內容

發明針對目前Al₂O₃/TiC粉末制備過程TiC?難以在Al₂O₃基體中均勻分散的問題，提出先制備油包水型微乳液，再制備Al(OH)₃溶膠，然后以其為核心在表面包覆Ti（OH）₄形成Al(OH)₃/Ti（OH）₄核/殼結構溶膠，經過真空干燥后形成Al₂O₃/TiO₂核/殼結構粉末，再利用碳熱還原反應使TiO₂殼層轉化為TiC,最終制造出Al₂O₃/TiC核/殼結構粉末，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。