[發明專利]一種Ti(C,N)/AlN復合粉體及其制備方法

有效

• 申請號: 201910585015.1
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110282982B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 余超;艾俊迪;鄧承繼;丁軍;祝洪喜
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/628
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種Ti(C,N)/AlN復合粉體及其制備方法。其技術方案是：將Ti₂AlC₃粉體裝入石墨坩堝內，再將所述石墨坩堝置入氣氛爐中，在氮氣氣氛條件下升溫至900～1600℃，保溫0.5～3h，冷卻至室溫，制得Ti(C,N)/AlN復合粉體。所述Ti(C,N)/AlN復合粉體中的Ti(C,N)顆粒表面覆蓋有AlN晶須；所述AlN晶須直徑為0.010～2μm，長度為1～10μm；所述Ti(C,N)顆粒的粒徑為10～80μm。所述Ti₂AlC₃粉體的純度≥98.0wt％，Ti₂AlC₃粉體的粒徑為10～100μm。本發明具有工藝簡單和生產成本低的特點，所制備的Ti(C,N)/AlN復合粉體中的Ti(C,N)顆粒與AlN晶須結合性好、物相純度高、AlN分布均勻和綜合性能優異，有利于推廣應用。

技術領域

本發明屬于陶瓷粉末制備技術領域。具體涉及一種Ti(C,N)/AlN復合粉體及其制備方法。

背景技術

Ti(C,N)基金屬陶瓷具有耐磨性好、高溫硬度大、化學性穩定和抗熱變形性優異等，已成為切割行業中的新生材料。AlN具有熱導率高、熱膨脹系數低、強度高和光電磁性能優良的性質，廣泛用作新型復合材料的增強體。通過向Ti(C,N)中添加AlN能有效增加氮含量，Al可以通過固溶強化使Ti(C,N)相粘結。因此，添加AlN將進一步改善Ti(C,N)的微觀結構和力學性能。

Zhou W等人(Zhou W,Zheng Y,Zhao Y,et al.Microstructurecharacterization and mechanical properties of Ti(C,N)-based cermets with AlNaddition[J].Ceramics International,2015,41(3):5010-5016.)以TiC_0.6N_0.4、WC、Mo、Ni、C和Cr₃C₂粉末為原料，添加AlN，以乙醇為溶劑混合均勻，在紅外爐中干燥，采用真空燒結法升溫至1400℃并保溫1h，制得Ti(C,N)-AlN復合材料，但該方法反應過程難以控制，且無法制備純相復合材料，材料性能較差。

Lv C等人(Lv C,Zhai Y,Wang C,et al.Hot-Press Sintering of TiC_0.5N _0.5-Based Cermets:Addition Effect of AlN Nano-Powder on Microstructure andMechanical Properties[J].Key Engineering Materials,2017,726.)以TiC_0.5N _0.5和AlN為原料，以Mo、Ni、WC和Co為添加劑，通過超聲波振動和機械攪拌，真空干燥；再采用熱壓燒結法以40Mpa和15℃/min升溫至1450℃。制得Ti(C_0.7N_0.3)AlN復合材料，該方法制備過程復雜，需要在一定壓力下反應，生產成本較高。

Xiong J等人(Xiong J,Guo Z,Shen B,et al.The effect of WC,Mo₂C,TaCcontent on the microstructure and properties of ultra-fine TiC_0.7N_0.3cermet[J].Materialsdesign,2007,28(5):1689-1694.)以TiC_0.7N_0.3為原料，以WC、Mo₂C、TaC粉末為添加劑，用研磨機研磨48h，加入蠟作為壓制助劑，壓制成型，采用真空燒結法燒結，然后在熱等靜壓機進行HIP處理，雖制得Ti(C,N)復合材料。但該方法工藝復雜，生產成本較高，綜合性能較差。

發明內容