[發明專利]一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 202010692435.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111875385B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 鄒冀;劉晶晶;季偉;傅正義
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622;C04B35/64
• 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: 齊晨潔

1.一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于：采用市售的TiC_xN_1-x、B、B₄C和Si粉體為原料，根據下列化學反應方程式進行粉體的配比：

TiC_xN_1-x+(3x+3)B＝TiB₂+xB₄C+(1-x)BN (1)或

TiC_xN_1-x+(0.75+0.75x)Si+(0.75-0.25x)B₄C＝TiB₂+(0.75+0.75x)SiC+(1-x)BN (2)

將原料粉體混料、干燥、過篩后利用熱壓燒結或放電等離子體實現其致密化，得到所需復相陶瓷；

所述參數x的取值范圍為：0.05≤x≤0.95，通過改變參數x的值，在一定范圍內改變所制備陶瓷中BN的含量，并對其微結構和性能進行調控。

2.如權利要求1所述的一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟1、混料：以市售TiC_xN_1-x、B、B₄C和Si粉為原料，其中碳化硼和硼粉的平均粒徑小于5μm，TiC_xN_1-x和Si粉的平均粒徑小于20μm，各種粉體的純度均大于97％；將各種原料粉體按設計的反應方程的配比進行稱量，配料，以丙酮為溶劑，3mol％氧化釔穩定的氧化鋯球為混料介質，進行混料，混合后所得漿料通過旋轉蒸發烘干，破碎過篩后得到混合均勻的粉料；

步驟2、燒結：根據需要的樣品厚度，計算所需粉體的重量，將過篩后的粉體倒入石墨模具中，在熱壓燒結或放電等離子體燒結的環境下對其進行燒結，燒結環境為真空或流動的氬氣氣氛，通過改變燒結溫度、保溫時間，加載壓力，升溫速度實現復相陶瓷的致密化和性能優化。

3.如權利要求2所述的一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中燒結溫度范圍為1650℃-2000℃。

4.如權利要求2所述的一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中保溫時間范圍為5-120min。

5.如權利要求2所述的一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中加載壓力范圍為5-75Mpa。

6.如權利要求2所述的一種高強度、高硬度且低模量硼化鈦納米復相陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟2中升溫速度范圍為10-100℃/min。