[發明專利]一種B4

有效

• 申請號: 201811229766.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109574014B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 丁冬海;種小川;肖國慶;任耘
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C01B32/991
• 分類號: C01B32/991
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 孫雅靜

本發明公開了一種B₄C纖維氈及其制備方法，其特征在于，包括原料和熔鹽助劑，所述的原料包括活性炭纖維氈、三氧化二硼和鎂粉，所述的熔鹽助劑包括MgCl₂、NaCl、Na₂B₄O₇或K₂CO₃，所述的B₄C纖維氈是以活性炭纖維氈為模板，采用熔鹽輔助燒結法制得。本發明制備的B₄C纖維氈在保持活性炭纖維氈多孔、長徑比大、有豐富的三維形貌的同時，具有很好的抗氧化和很高的力學強度，該方法制備工藝簡單，反應過程可控，且得到的產率高，可用于制備陶瓷材料、抗氧化劑材料或高溫環境的吸附/吸波材料。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料技術領域，特別涉及一種B₄C纖維氈及其制備方法。

背景技術

碳化硼(B₄C)不僅作為硬度僅次于金剛石和立方氮化硼的材料，同時有其他許多優良理化性能，包括低密度、高熔點、高楊氏模量、良好的熱點特性、高中子吸收截面、高熱導率、低熱膨脹系數、高賽貝克系數、化學穩定性、耐酸堿、氧氣吸收能力等。碳化硼被應用在國防工業的坦克裝甲和直升機等防護裝置，核電工業的控制棒和屏蔽系統，耐磨領域的噴嘴和硬質材料刀具，熱電系統的催化載體和差熱電偶，醫療領域用硼中子捕獲(BNCT)治療癌癥。目前，制備碳化硼的方法主要有碳熱還原法和自蔓延高溫合成法。隨著國防工業的發展，應用領域的不斷擴展，使得碳化硼的應用環境也越來越苛刻，不論是作為裝甲材料的防彈背板，還是作為使用于高溫、超高溫環境材料的抗氧化劑，都需要纖維狀的材料才能增強陶瓷材料的韌性，在保持碳化硼材料本身優異性能的同時，對材料本身的韌性的提高有所要求，因此纖維狀的碳化硼急需研究。而傳統的生產碳化硼纖維的方法為化學氣相沉積法(CVD)，不僅生產過程復雜周期長，而且反應設備成本過高。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明的目的在于提供一種B₄C纖維氈及其制備方法。以活性炭纖維氈為碳源和模板，來合成B₄C纖維氈，該方法制備工藝簡單，反應過程可控，且得到的產率高。

為了實現上述任務，本發明采取如下技術解決方案：

一種B₄C纖維氈，包括以活性炭纖維氈、三氧化二硼和鎂粉為原料，采用熔鹽輔助燒結法制備得到，所述熔鹽輔助燒結法中所用的熔鹽助劑包括MgCl₂、NaCl、Na₂B₄O₇或K₂CO₃。

進一步地，所述的原料和熔鹽助劑的質量比為1:1～1:4。

進一步地，按質量百分比計，所述的原料中活性炭纖維氈質量分數為3％～11％，三氧化二硼質量分數為42％～50％，鎂粉質量分數為47％～55％，活性炭纖維氈、三氧化二硼和鎂粉質量百分比之和為100％。

進一步地，按質量百分比計，所述的原料中活性炭纖維氈質量分數為4.1％，原料中三氧化二硼質量分數為47.3％，原料中鎂粉質量分數為48.6％。

一種B₄C纖維氈的制備方法，以活性炭纖維氈為模板，采用熔鹽輔助燒結法制得，所述的熔鹽助劑包括MgCl₂、NaCl、Na₂B₄O₇或K₂CO₃。

進一步地，以活性炭纖維氈為模板，在模板兩側加入混合均勻的三氧化二硼和鎂粉，并加入所述的熔鹽助劑燒結。