[發明專利]一種三維球團復合構型TiB增強TMCs及其制備方法

有效

• 申請號: 202011239448.0
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112647029B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李樹豐;潘登;惠東旭;劉磊;張鑫;魏楠楠;車妍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C47/14
• 分類號: C22C47/14;C22C49/11;C22C49/14;B22F3/105;B22F9/04;C22C101/22
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

1.一種三維球團復合構型TiB增強TMCs，其特征在于，按照質量百分比由以下組分組成：含硼鈦基球形復合粉末94 wt.%～99wt.%，鋁粉的含量為1 wt.%～6wt.%，以上組分的質量百分比之和為100%；鋁粉中鋁的純度為99.5%，其余為雜質；

含硼鈦基復合粉末采用氣霧化法制備；含硼鈦基復合粉末原料成分為海綿鈦和二硼化鈦，海綿鈦純度為99.8%，二硼化鈦純度為99.9%；最終，海綿鈦和二硼化鈦通過采用氣霧化法制備得到的所述含硼球形鈦基復合粉中的TiB含量為1~5 wt.%。

2.根據權利要求1所述的一種三維球團復合構型TiB增強TMCs，其特征在于，所述含硼鈦基復合粉末粒徑為15μm~200μm；鋁粉的粒徑為20μm~30μm。

3.根據權利要求1所述的一種三維球團復合構型TiB增強TMCs，其特征在于，所述TMCs為三維球團狀復合構型，三維球團狀復合構型的物相組成為Ti和TiB，三維球團狀復合構型的大小為15 μm~200μm，TiB為晶須狀，三維球團狀復合構型外層結構物相組成為Ti和Al，三維球團狀復合構型之間的間距為40μm ~60μm。

4.一種三維球團復合構型TiB增強TMCs的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行：

步驟1、球磨混粉

按照質量百分比分別稱取含硼鈦基復合粉末94wt.%～99wt.%，鋁粉1wt.%～6wt.%，以上各組份的質量百分比之和為100%；鋁粉中鋁的純度為99.5%，其余為雜質；將稱取好的含硼鈦基復合粉末與鋁粉加入低能球磨機中混合均勻，于60℃~70℃下真空干燥3h~4h得到混合粉末；

含硼鈦基復合粉末采用氣霧化法制備；含硼鈦基復合粉末原料成分為海綿鈦和二硼化鈦，海綿鈦純度為99.8%，二硼化鈦純度為99.9%；最終，海綿鈦和二硼化鈦通過采用氣霧化法制備得到的所述含硼球形鈦基復合粉中的TiB含量為1~5 wt.%；

步驟2、放電等離子體燒結

采用放電等離子體燒結的方式對步驟1得到的混合粉末進行燒結得到高強韌三維球團狀復合構型TiB增強TMCs。

5.根據權利要求4所述的一種三維球團復合構型TiB增強TMCs的制備方法，其特征在于，所述步驟1中低能球磨機中的制備工藝為：球料質量比2~10:1；球磨機轉速為200r/min~250r/min；球磨時間為3h ~4h；球磨助劑為3ml~5 ml的無水乙醇。

6.根據如權利要求4所述的一種三維球團復合構型TiB增強TMCs的制備方法，其特征在于，所述步驟2中燒結過程為：將步驟1得到的混合粉末填入石墨模具中，采用放電等離子燒結成型，燒結工藝為：三步保溫法燒結，首先以50℃/min的升溫速率升至600℃，保溫30min；其次，以30℃/min的升溫速率升至750℃，保溫20min；最后，以20℃/min的升溫速率升至1300℃，保溫15min，燒結過程中的壓力為30MPa，即得到一種三維球團復合構型TiB增強TMCs。