[發(fā)明專利]一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810449180.X
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108439990B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翠萍;張禹;陳銘延;陳宇凡
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發(fā)明涉及一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。其相組成至少包括TiB₂、TiC、Ti和(TiO_1.20)_3.12，其制備方法為將碳源、TiB₂粉末和無水乙醇混合均勻，烘干去除無水乙醇，制成TiB₂混合粉體；將所述TiB₂混合粉體模壓成形、干燥、或干燥后碳化，獲得TiB₂?C素坯；用Ti、Al₂O₃和NH₄Cl的混合粉末埋住TiB₂?C素坯及Ti塊，進(jìn)行真空熔滲，獲得二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料。本發(fā)明的方法步驟簡單、溫度要求低，在較低制備成本的條件下能夠獲得致密度高的二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料，在制備過程中樣品尺寸變化1％，屬凈尺寸燒結(jié)；并且本發(fā)明的方法能夠生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，屬于陶瓷材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二硼化鈦(TiB₂)陶瓷具有高熔點(diǎn)、高硬度、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等優(yōu)異性能，在冶金、化工、機(jī)械、軍工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

但TiB₂陶瓷熔點(diǎn)高達(dá)2980℃，且韌性低、晶界移動(dòng)阻力很大；因此，TiB₂陶瓷的制備較困難。目前常規(guī)TiB₂陶瓷制備工藝是熱壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)(SPS)和無壓燒結(jié)工藝。熱壓燒結(jié)和SPS燒結(jié)TiB₂陶瓷，采用TiB₂細(xì)粉(粒度≤3μm)和40-100MPa的高壓力，制備效率低，工藝成本很高。無壓燒結(jié)TiB₂陶瓷，采用TiB₂超細(xì)粉(粒度≤1μm)和2100℃的高溫，原料昂貴。這些方法都存在著燒結(jié)溫度和壓力高、成本高、陶瓷材料韌性低、產(chǎn)品尺寸和形狀受限等缺點(diǎn)，使二硼化鈦陶瓷材料的推廣應(yīng)用受到了很大的限制。在TiB₂陶瓷中添加第二相(如TiC和SiC等)形成顆粒增強(qiáng)的TiB₂基陶瓷復(fù)合材料，可增加TiB₂陶瓷的斷裂韌性，然而由于其在燒結(jié)過程中的變形、開裂和高成本，使其在實(shí)際生產(chǎn)中也遇到了許多困難。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，制備方法是采用反應(yīng)熔滲燒結(jié)法制備，先將原料模壓成形，再進(jìn)行無壓真空滲鈦，同時(shí)在燒結(jié)溫度低，燒結(jié)過程無形變的情況下，制成性能穩(wěn)定的二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料，其相組成至少包括TiB₂、TiC、Ti和(TiO_1.20)_3.12。

優(yōu)選地，二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料還包括TiB和Ti₃B₄。

一種二硼化鈦基陶瓷復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟：

S1、將碳源、TiB₂粉末和無水乙醇混合均勻，烘干去除無水乙醇，制成TiB₂混合粉體；

S2、將所述TiB₂混合粉體在壓力下模壓成形，干燥，獲得TiB₂-C素坯；

或?qū)⒏稍锖蟮某尚螛悠诽蓟?，獲得TiB₂-C素坯；