[發明專利]一種TiB-TiB2復合陶瓷的快速制備方法

有效

• 申請號: 201610827580.0
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106631031B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張朝暉;胡正陽;王虎;李昇霖;王富恥
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/64
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

本發明公開了一種TiB?TiB₂復合陶瓷的快速制備方法，屬于功能防護材料制備領域。該方法是將TC4粉和TiB₂粉加入球磨罐中，加入球磨介質，球磨使混合均勻，干燥，得到混合粉體；采用放電等離子燒結系統對所述混合粉體進行燒結處理，得到TiB?TiB₂復合陶瓷；該方法制備得到的TiB?TiB₂復合陶瓷致密度高，硬度高，強度高，綜合性能良好，可應用于防護材料領域。

技術領域

本發明涉及一種TiB-TiB₂復合陶瓷的快速制備方法，屬于功能防護材料制備領域。

技術背景

在現代高科技戰爭中，作戰人員和武器裝備的防護日益受到重視，防護材料強韌化，輕量化，多功能化和高效化的需求越來越高，而傳統的均質金屬裝甲在很多方面已經不能滿足現代戰爭要求。近年來，陶瓷復合材料在裝甲防護領域的應用受到了人們的廣泛關注。

TiB₂作為一種新型具有耐腐蝕、硬度高、熔點高、模量高、密度相對較低等突出特性，是極為理想的重型裝甲材料，將其用于戰車的裝甲面板，能夠防御大口徑穿甲彈的侵徹。但TiB₂屬于六方晶系C32性結構的準金屬結構化合物，其硼原子面與鈦原子面間Ti-B離子鍵與B-B共價鍵決定其燒結性能較差。目前，使用無壓燒結或熱壓燒結方法制備TiB₂，燒結溫度高達2000℃，制備周期長，因而成本很高。此外，純TiB₂陶瓷斷裂韌性差，一定程度上也限制了它的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種TiB-TiB₂復合陶瓷的快速制備方法，所述方法以TC4粉和TiB₂粉為原料，采用放電等離子燒結系統，利用其燒結效率高，外加壓力和燒結氣氛可控的優點，在較低的燒結溫度下原位反應制備 TiB-TiB₂體系復合陶瓷，既能繼承TiB₂陶瓷的優點，提高致密度，又能降低燒結溫度，降低成本。

本發明的目的由以下技術方案實現：

一種TiB-TiB₂復合陶瓷的快速制備方法，所述方法步驟如下：

(1)將TC4粉和TiB₂粉加入球磨罐中，加入球磨介質，球磨使混合均勻，干燥，得到混合粉體；

其中，所述TC4粉和TiB₂粉的質量比為0.69～4.63:1；

所述TC4粉的粒徑優選≤80微米；TiB₂粉的粒徑優選≤20微米；

所述球磨優選采用SM-QB行星式球磨機；

球磨參數優選為：球磨介質為無水乙醇；球料比為3:1；球磨機轉速為300 r/min，球磨時間為0.5～1h；

其中，磨球優選由質量比為1:1的大瑪瑙球和小瑪瑙球組成；所述大瑪瑙球的直徑為10mm，小瑪瑙球的直徑為5mm；

所述干燥過程優選為：

先將球磨完成后的混合泥漿于70～80℃下進行真空干燥，待球磨介質揮發完畢后，于30～80℃下干燥0.5～1h；

所述真空干燥優選采用真空旋轉蒸發儀，其轉速為40～100r/min；

(2)采用放電等離子燒結系統對所述混合粉體進行燒結處理，得到本發明所述TiB-TiB₂復合陶瓷；

其中，燒結過程為：