[發明專利]一種硼化鋯粉體

有效

• 申請號: 201710029177.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106829988B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 肖國慶;張薇;丁冬海;任耘
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C01B35/04
• 分類號: C01B35/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建;黃小梧

本發明公開了一種硼化鋯粉體，屬于超高溫陶瓷/結構陶瓷領域。采用的技術方案為：以單斜氧化鋯、氧化硼、硼砂和鎂粉為原料，通過自蔓延高溫合成方法制備硼化鋯粉體，產物純度較高，結晶程度良好。該制備方法不僅制備過程簡單經濟，生產成本大大降低，而且能降低能耗，更加節能環保。

技術領域

本發明屬于超高溫功能/結構陶瓷技術領域，特別涉及一種硼化鋯粉體。

技術背景

隨著科學技術的高速發展，現代飛行器(如宇宙飛船、火箭、導彈、超音速飛機)正朝著高速、高空、大推力和更安全的方向發展，這對高溫材料提出了更高的要求：能夠適應超高溫音速長時飛行、大氣層進入、跨大氣層飛行和火箭推進系統等極端環境，尤其是飛行器鼻錐、機翼前緣、發動機熱端等各種關鍵部位或部件。不但要承受高溫(大于2000℃)，還要求抗氧化、抗沖刷、抗熱沖擊等，這些部位需要使用超高溫材料。超高溫材料主要有難熔金屬、碳化物和C/C材料以及硼化物，二硼化物就是其中之一。特別是硼化鋯是具有較高的化學穩定性、高的耐腐蝕性等優點，被認為適合用于極端環境，從而在過去幾十年來引起了人們極大的研究興趣，特別是ZrB2以其低密度而最受重視。

ZrB2陶瓷粉末的主要制備方法有直接合成法、碳或碳化硼還原法、電解含氧化鋯和B2O3的熔鹽法、自蔓延高溫合成法、其他方法(如機械化學法)。在上述幾種制備方法中，直接合成法粉末純度高，原料昂貴，粉末粒度粗大，活性低，不利于燒結及后期加工處理。工業化生產中的碳或碳化硼還原法成本低，主要缺點在于能耗高、生產周期長，工藝成本高。電解法比較適合工業化生產，但容易引入雜質，產物純度不高，還要防止ZrB2在生產過程中燒結。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種硼化鋯粉體，該方法操作簡單有效，適合工業化生產，經該方法制得硼化鋯粉體純度高、結晶良好。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種硼化鋯粉體，該粉體包括以下原料制成：單斜氧化鋯，氧化硼，無水硼砂和鎂粉，原料的摩爾配比為ZrO2：B2O3：Na2B4O7：Mg＝1：0.5～1.4：0～0.8：5～8；在制備過程中向原料中加入引燃劑，自蔓延合成硼化鋯粉體。

優選的，所述原料單斜氧化鋯，氧化硼，無水硼砂和鎂粉的摩爾配比為ZrO2：B2O3：Na2B4O7：Mg＝1：1.105：0.195：7。

優選的，以單斜氧化鋯，鎂粉和氧化硼為原料采用自蔓延合成硼化鋯，摩爾配比為ZrO2：B2O3：Mg＝1：1：7。

優選的，以單斜氧化鋯，鎂粉和氧化硼為原料采用自蔓延合成硼化鋯，摩爾配比為ZrO2：B2O3：Mg＝1：1.3：7。

另外，氧化硼和無水硼砂在混料前，于120℃烘箱內干燥24h。