[發明專利]一種碳化硼噴頭及其制備方法

在審

• 申請號: 201510801932.0
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105331843A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 徐明;何天賜
• 申請（專利權）人: 桐城市明麗碳化硼制品有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及碳化硼元件制備技術領域，具體涉及一種碳化硼噴頭及其制備方法。

背景技術

碳化硼突出的優點是密度低、硬度高和中子吸收截面大，主要以碳化硼陶瓷材料的形式應用。碳化硼因強共價鍵結合，自擴散系數低，燒結困難。通常采用熱壓或者熱等靜壓燒結才能實現致密化。但是，一方面熱壓和熱等靜壓只能制備尺寸相對較小、形狀簡單的制品，另外一方面熱壓和熱等靜壓的制造成本高，因此阻礙了碳化硼材料的應用。

無壓燒結(常壓燒結)雖然可以制備尺寸大、形狀復雜的樣品，但目前碳化硼的無壓燒結仍然是一個難點。無壓燒結制備出的碳化硼陶瓷致密度低，導致陶瓷的強度、硬度和中子吸收等性能較差，成為限制碳化硼應用的瓶頸。

研究認為阻礙碳化硼陶瓷致密化的原因之一是碳化硼粉體表面的氧化硼，氧化硼的存在會使碳化硼在較低的溫度出現顆粒粗化，導致在高溫階段致密化驅動力下降。研究表明碳和一些碳化物能夠有效除去碳化硼粉體表面的氧化硼，促進燒結，所以，碳和碳化物是一類重要的燒結助劑。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供一種碳化硼噴頭及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種碳化硼噴頭及其制備方法，所述碳化硼噴頭由以下重量份的材料組成：碳化硼400-450重量份、銅粉20-25重量份、氧化鋅10-12重量份、三氧化二鉻8-10重量份、納米二氧化鈦3-5重量份、氧化鎂20-25重量份、氧化硅20-25重量份、氧化鈦20-25重量份、氧化鉻20-25重量份、氧化釔20-25重量份、氧化鋯20-25重量份、碳化鈹2-5重量份、碳化鋯2-5重量份、碳化鎢2-5重量份、硼化鋯2-5重量份。

所述碳化硼噴頭由以下重量份的材料組成：碳化硼400重量份、銅粉20重量份、氧化鋅10重量份、三氧化二鉻10重量份、納米二氧化鈦4重量份、氧化鎂20重量份、氧化硅20重量份、氧化鈦20重量份、氧化鉻20重量份、氧化釔20重量份、氧化鋯25重量份、碳化鈹5重量份、碳化鋯5重量份、碳化鎢4重量份、硼化鋯4重量份。

所述制備方法包括如下制作步驟：

①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；

③、熱處理：使用中頻燒結爐加熱，開機，將功率調至120kw/h加熱，加熱時間為1小時35分鐘，溫度達到2200℃，中間過程中電壓不穩，要隨時調節，保證120kw/h的功率，爐內溫度達到2200℃時開始保溫，每5分鐘將功率下調10kw/h,保溫時間為20分鐘；

④、壓制冷切成型：保溫結束后開始加壓，通過遠程控制閥給中頻燒結爐加壓，加壓前10分鐘勻速加壓到10MPa，然后5分鐘保持勻速加壓到15MPa，整個加壓過程約15分鐘，開始保壓5分鐘，最后關機，整個壓制時間約20分鐘，最后通過循環水給爐體冷卻成型。

本發明的有益效果：本發明的新工藝制備的碳化硼噴頭硬度和致密度較高，適應海洋設備、工礦企業高精度設備的需求，至少能達到94％的相對密度(RD)和至少2200㎏/㎜²的維氏硬度。

具體實施方式

為了便于本發明內容的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步說明，以下實施例僅為本發明的一部分實施例。

實施例1：

按照重量百分比稱取碳化硼400重量份、銅粉20重量份、氧化鋅10重量份、三氧化二鉻8重量份、納米二氧化鈦4重量份、氧化鎂20重量份、氧化硅20重量份、氧化鈦25重量份、氧化鉻25重量份、氧化釔20重量份、氧化鋯20重量份、碳化鈹5重量份、碳化鋯5重量份、碳化鎢5重量份、硼化鋯2重量份。

按照如下步驟制備成型：①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；