[發(fā)明專利]一種高性能碳化硼研磨介質(zhì)、制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010095777.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN111348916A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李欣;楊建紅;喬佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/563
• 分類號(hào): C04B35/563;C04B35/622;C04B35/64;C09K3/14;B02C23/00;C04B35/626
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將B₄C原料、碳系添加劑、結(jié)合劑進(jìn)行配料，并以去離子水為介質(zhì)進(jìn)行濕磨混料至均勻；

(2)將混合均勻的粉體取出并干燥，然后過篩造球形成粒徑20～200目的B₄C微粒；

(3)將B₄C微粒置于特制模具中壓制成類橢球形的素坯；

(4)將素坯于真空條件下進(jìn)行梯度升溫多段無壓燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫得到類橢球形的初級(jí)研磨介質(zhì)；

(5)將類橢球形的初級(jí)研磨介質(zhì)置于離心式循環(huán)整形機(jī)整形，即可得到高性能B₄C研磨介質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的B₄C原料的質(zhì)量要求如下：總B＞76.3％，總C＞21.8％，O％≤1.8％，F(xiàn)e0.2％，B:C(mole)＝3.9～4.5，平均粒度為0.5～5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的碳系添加劑為聚氯乙烯、硬脂酸、聚碳硅烷、石墨烯、碳纖維、碳納米管、碳化細(xì)菌纖維素中的一種或者兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的結(jié)合劑為聚偏氟乙烯、聚氨酯、糊精中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述配料的質(zhì)量配比為：87～99.8％的B₄C，0～10％的碳系添加劑，0.2～3％的結(jié)合劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的濕磨混料過程中球料重量比為(2～10):1，混料時(shí)間為5～15h；步驟(2)所述的烘干溫度為30～220℃，烘干時(shí)間為0.5～10h；步驟(3)中壓制素坯采用冷等靜壓法壓制，壓制壓力為30～300MPa，保壓時(shí)間為1～10min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的特制模具為類橢球形，長(zhǎng)軸為6～24mm，長(zhǎng)徑比為：(2～6):1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述的梯度升溫多段無壓燒結(jié)流程為：先以10～20℃的升溫速率升溫至500～600℃，保溫10～100min，然后以3～15℃的升溫速率升溫至1500～1700℃，保溫30～180min，再以2～8℃升溫至1800～2000℃，保溫20～240min后隨爐冷卻。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的高性能碳化硼研磨介質(zhì)的制備方法制備的碳化硼研磨介質(zhì)，其特征在于，所述研磨介質(zhì)為類橢球形，致密度＞95％，硬度為22～28GPa。

10.權(quán)利要求9所述的碳化硼研磨介質(zhì)的用途，其特征在于，作為研磨介質(zhì)實(shí)現(xiàn)粉末的超細(xì)研磨，所述粉末包括D500.8μm的B₄C亞微米超細(xì)陶瓷粉體。