[發明專利]一種B4

在審

• 申請號: 202011048826.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112142473A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 岳新艷;茹紅強;王建軍;王偉;張翠萍;黃云濤
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C04B35/563
• 分類號: C04B35/563;C04B35/622;C04B35/64;C04B35/645;C04B35/71
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

1.一種B₄C基雙層陶瓷復合材料，其特征在于，包括B₄C陶瓷層和B₄C增韌層，其中：

所述的B₄C陶瓷層包括組分及質量百分含量為B₄C粉1：92～96％、Ti粉2～4％和C粉1～5％；

所述的B₄C增韌層包括組分為B₄C粉2、Ti₃SiC₂粉、W₂B₅制備用原料粉和Si粉，其中：

按質量比，B₄C粉2：Ti₃SiC₂粉：W₂B₅制備用原料粉＝(60～80)：(5～15)：(15～25)；

所述的W₂B₅制備用原料粉包括組分及摩爾比為，B₄C粉3：WC粉＝5：8；

所述的Si粉加入量按摩爾比，B₄C粉3：WC粉：Si粉＝5：8：(13～20)。

2.根據權利要求1所述的B₄C基雙層陶瓷復合材料，其特征在于，所述的B₄C陶瓷層和B₄C增韌層厚度比為1：1。

3.根據權利要求1所述的B₄C基雙層陶瓷復合材料，其特征在于，所述的B₄C基雙層陶瓷復合材料中的B₄C粉末粒徑為1～10μm，純度98％；Ti₃SiC₂粉末粒徑為50～100μm，純度為99.9％；WC粉末粒徑為150～400nm，純度為99.9％；Si粉末粒徑為0.5～5μm，純度為99.9％；Ti粉粒徑為10～100μm，純度為99.9％；C粉粒徑為0.5～1μm，純度99.9％。

4.權利要求1所述的B₄C基雙層陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，備料：

按比例，分別稱取B₄C陶瓷層原料和B₄C增韌層原料，各自進行球磨混料，獲得球磨好的B₄C陶瓷層原料和B₄C增韌層原料，烘干備用；其中：

所述的B₄C陶瓷層混料轉速為200～400轉/分，混料時間為6～20h；

所述的B₄C增韌層混料轉速為200～400轉/分，混料時間為6～24h；

步驟2，干燥：

分別將球磨好的B₄C陶瓷層原料和B₄C增韌層原料在60℃烘箱中干燥后，再經30～80目過篩處理后待用；

步驟3，燒結，采用以下兩種方式中的一種：

(1)熱壓燒結：

將過篩的B₄C陶瓷層原料和B₄C增韌層原料先后等厚度鋪設在高純石墨模具中，模壓成型后，將模具置于真空熱壓燒結爐中，抽真空至20Pa以下，進行升溫燒結，所述的燒結過程如下：

(1-1)300～500℃/h速率下升溫至1400～1550℃，保溫1h；

(1-2)200～400℃/h速率下升溫至1850～1950℃，加壓至壓力保持在20～35MPa，保溫1～1.5h后，帶壓冷卻0.5h后，隨爐冷卻至室溫，得B₄C基雙層陶瓷復合材料；

(2)無壓燒結：

分別向過篩的B₄C陶瓷層原料和B₄C增韌層原料中加入粘結劑，混合均勻后，通過過篩處理進行手工造粒，獲得30-60目B₄C陶瓷層顆粒原料和B₄C增韌層顆粒原料，放在密封容器中困料1～4小時后，先后等厚度鋪設B₄C陶瓷層顆粒原料和B₄C增韌層顆粒原料，模壓成型后的生坯經烘干后，在真空燒結爐中升溫燒結，制得B₄C基雙層陶瓷復合材料，其中，所述的燒結操作在氬氣氣氛中進行。