[發明專利]一種利用前驅體壓制成型制備ZrC陶瓷的方法有效

申請號：	202010314190.X	申請日：	2020-04-17
公開（公告）號：	CN111548162B	公開（公告）日：	2022-06-07
發明（設計）人：	焦華;宋森;趙康;湯玉斐;張鑫媛;孟慶男;李福平;于曉婧	申請（專利權）人：	西安理工大學
主分類號：	C04B35/56	分類號：	C04B35/56;C04B35/622
代理公司：	北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315	代理人：	楊洲
地址：	710048***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用前驅壓制成型制備 zrc 陶瓷方法
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【說明書】：

本發明公開了一種利用前軀體壓制成型制備ZrC陶瓷的方法，具體包括：步驟1，ZrC前軀體粉體處理：稱取適量的ZrC前軀體粉體，用網篩過篩得到細粉；步驟2，配制PVA粘結劑：稱取適量PVA于燒杯中并加入適量去離子水，水浴加熱下攪拌，直到溶液透明均勻且無氣泡；步驟3，將適量PVA粘結劑按比例滴入ZrC前軀體粉末中，然后用玻璃棒進行攪拌，直到ZrC前軀體粉末不出現顆粒狀聚集；步驟4，稱取適量混合后的ZrC前軀體粉末置于模具，然后使用手動壓力機壓塊，脫壓取塊后即可得到ZrC前軀體塊體；步驟5，將制備的前軀體塊體在氬氣保護下高溫燒結，得到ZrC陶瓷。本發明生產工藝過程簡單、成本較低、符合大規模工業化生產。

技術領域

本發明屬于ZrC陶瓷制備工藝領域，具體涉及一種利用前驅體壓制成型制備ZrC陶瓷的方法。

背景技術

ZrC因其具有高熔點、高硬度、高熱導率、高電導率、高比強度、高比模量以及良好的化學穩定性等性質，廣泛應用于超高溫隔熱涂層、高溫耐火材料等。目前關于ZrC納米粉末的合成方法有很多報道，比如電弧爐碳熱還原法、自蔓延高溫合成法、溶膠-凝膠法、激光氣相反應法、高能球磨法等。然而在實際應用中粉體的形態受到一定的限制，對于ZrC陶瓷器件、靶材的使用越來越多，因此研究將粉體制備成ZrC陶瓷器件對于其應用具有重要意義。

目前，制備ZrC陶瓷材料的方法主要有：熱壓燒結法、化學氣相滲透法、前驅體浸漬裂解法等。其中熱壓燒結法需要較高的燒結溫度，通常在1000°C以上；化學氣相滲透法需要沉積周期較長，成本高；前驅體浸漬裂解法過程中在焙燒分解工序常產生廢氣污染。因此，研究一種簡單省時、生產過程無污染、成本低的ZrC陶瓷制備工藝十分重要。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種利用前驅體壓制備ZrC陶瓷的方法，該方法具有制備簡單、成本低廉、具有環境友好的特點。

ZrOCl2、葡萄糖和檸檬酸通過旋轉蒸發制備出ZrC有機前驅體,該制備方法已申請專利，專利名稱：一種利用旋轉蒸發制備ZrC有機前驅體的方法，專利申請號：202010108962.4。

本發明所采用的技術方案是，一種利用前驅體壓制成型制備ZrC陶瓷的方法，ZrOCl₂、葡萄糖和檸檬酸通過旋轉蒸發制備出ZrC有機前驅體，具體按照以下步驟實施：

步驟1、ZrC前驅體粉體處理：稱取適量的ZrC前驅體粉體，用網篩過篩得到ZrC前驅體粉末；

步驟2、配制PVA粘結劑：稱取適量聚乙烯醇PVA于燒杯中并加入適量去離子水，水浴加熱下攪拌，直到溶液透明均勻且無氣泡，所述PVA和去離子水的質量比是1-2:8-10，水浴加熱的溫度是60-70℃；

步驟3、將適量PVA粘結劑按比例滴入ZrC前驅體粉末中，然后用玻璃棒進行攪拌，直到ZrC前驅體粉末不出現顆粒狀聚集；

步驟4、稱取適量混合后的ZrC前驅體粉末置于模具，然后使用手動壓力機壓塊，脫壓取塊后即可得到ZrC前驅體塊體，所述PVA和ZrC前驅體粉末的比例是每1.5-2.0g ZrC前驅體粉末加入0.5-1.0mLPVA粘結劑；

步驟5、將制備的ZrC前驅體塊體在氬氣保護下高溫燒結，得到ZrC陶瓷。

進一步地，所述步驟1中所用網篩是500-800目。

進一步地，所述步驟4中，手動壓力機壓力條件是10-15MPa，保壓時間是1-1.5min。

進一步地，所述步驟5中，燒結溫度是1400℃，燒結時間是8h。