本发明专利技术公开了一种高硬度耐高温碳化钛陶瓷及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成:碳化钛40-60、氧化铝10-25、高岭土粉2-7、氧化锆0.8-2、氧化硼1.5-4、二氧化硅2-6、三氧化二锑1.8-3.5、碳纤维0.6-3、表面活性剂0.05-0.3、聚乙烯0.5-3、无水乙醇25-30、甘油2-5、去离子水65-75。本发明专利技术的碳化钛硬度(HV)达2400以上，抗压强度(MPa)达4500以上，抗弯强度(MPa)达540以上，且本发明专利技术工艺简单，原料来源方便，且明显提高了碳化钛陶瓷的硬度和耐磨性能，扩大了碳化钛陶瓷的使用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于陶瓷生产
技术介绍
碳化钛具有优良的机械性能、高热传导性和良好的热震稳定性等，这些特性使它们在航空航天、汽车工业以及能源等领域得到广泛应用。但碳化钛陶瓷韧性差、加工困难的缺点限制了其应用。碳化钛是一种典型的共价键结合的稳定化合物，加上它的扩散系数低，很难用常规的烧结方法达到致密化，必须通过添加一些烧结助剂以降低表面能或增加表面积，以及采用特殊工艺处理来获得致密的碳化钛陶瓷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐磨性好硬度高的碳化钛陶瓷。为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下方案实施: 一种高硬度耐高温碳化钛陶瓷，由下列重量份的原料制成:碳化钛40-60、氧化铝10-25、高岭土粉2-7、氧化锆0.8-2、氧化硼1.5_4、二氧化硅2_6、三氧化二锑1.8-3.5、碳纤维0.6-3、表面活性剂0.05-0.3、聚乙烯0.5-3、无水乙醇25-30、甘油2_5、去离子水65-75。优选的，所述的高硬度耐高温碳化钛陶瓷由下列重量份的原料制成:碳化钛45-55、氧化铝15-20、高岭土粉4_6、氧化锆1-1.5、氧化硼2_3、二氧化硅3_5、三氧化二锑2.5-3、碳纤维1.6-2.5、表面活性剂0.05-0.2、聚乙烯1.5-2、无水乙醇26-28、甘油3-5、去离子水68-70。优选的，所述的高硬度耐高温碳化钛陶瓷由下列重量份的原料制成:碳化钛52、氧化招18、高岭土粉4.5、氧化错1.2、氧化硼2.8、二氧化娃4.4、三氧化二铺2.9、碳纤维2.1、表面活性剂0.15、聚乙烯1.7、无水乙醇26、甘油4.6、去离子水68。优选的，所述碳纤维的长度为4-6 mm。优选的，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。制备上述高硬度耐高温碳化钛陶瓷的方法，包括以下具体步骤: (1)将碳化钛、氧化铝、高岭土粉、氧化错、氧化硼、二氧化娃、三氧化二铺、去离子水混合加到球磨罐中球磨60-90 min，再加入聚乙稀、无水乙醇、甘油，以300-400 rpm的转速进行湿法混合40-60 min ； (2)加入碳纤维、表面活性剂，转速降低至100-200rpm,继续球磨40-60 min,将混合均匀的浆料在室温下抽气缓慢加到金属模具中，然后置于保温箱中于700-750°C下保温30-50分钟后脱模，在室温下自然干燥至恒重；(3)将步骤(2)得到的碳化钛陶瓷素坯置入反应烧结炉中，将烧结炉抽真空，升温至1650-1680°C，恒温保持120-180 min,试样随炉冷却即可得到高硬度耐高温碳化钛陶瓷。优选的，所述球磨罐配备有高纯度氧化铝磨球。优选的，步骤(3)中所述升温其速率为30-35°C /min。本专利技术的优点是: (1)本专利技术添加的碳纤维可以提高碳化钛的力学性能，提高陶瓷的断裂韧性，提高素坯的强度和致密度，满足机械加工要求添加的碳化钦进一步提高陶瓷的耐磨性。(2)本专利技术添加的金属元素提高了碳化钛陶瓷的致密性，减少了材料的损失，提高成品率。(3)本专利技术工艺简单，原料来源方便，且明显提高了碳化钛陶瓷的硬度和耐磨性能，扩大了碳化钛陶瓷的使用范围。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进一步详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1 一种高硬度耐高温碳化钛陶瓷，由下列重量份的原料制成:碳化钛52、氧化铝18、高岭土粉4.5、氧化锆1.2、氧化硼2.8、二氧化硅4.4、三氧化二锑2.9、碳纤维2.1、表面活性剂0.15、聚乙烯1.7、无水乙醇26、甘油4.6、去离子水68。其中，所述碳纤维的长度为4 mm，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、十二烷基磺酸钠。制备上述高硬度耐高温碳化钛陶瓷的方法，包括以下具体步骤: (1)将碳化钛、氧化铝、高岭土粉、氧化错、氧化硼、二氧化娃、三氧化二铺、去离子水混合加到配备有高纯度氧化招磨球的球磨罐中球磨90 min，再加入聚乙稀、无水乙醇、甘油，以400 rpm的转速进行湿法混合60 min ； (2)加入碳纤维、表面活性剂，转速降低至200rpm，继续球磨60 min，将混合均匀的浆料在室温下抽气缓慢加到金属模具中，然后置于保温箱中于750°C下保温50分钟后脱模，在室温下自然干燥至恒重； (3)将步骤(2)得到的碳化钛陶瓷素坯置入反应烧结炉中，将烧结炉抽真空，以35°C/min的速率升温至1680°C，恒温保持180 min，试样随炉冷却即可得到高硬度耐高温碳化钛陶瓷。实施例2 一种高硬度耐高温碳化钛陶瓷，由下列重量份的原料制成:碳化钛40、氧化铝10、高岭土粉7、氧化锆2、氧化硼4、二氧化硅6、三氧化二锑3.5、碳纤维3、表面活性剂0.3、聚乙烯3、无水乙醇30、甘油5、去离子水75。其中，所述碳纤维的长度为6 mm，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠。制备上述高硬度耐高温碳化钛陶瓷的方法，包括以下具体步骤: (1)将碳化钛、氧化铝、高岭土粉、氧化错、氧化硼、二氧化娃、三氧化二铺、去离子水混合加到配备有高纯度氧化招磨球的球磨罐中球磨60 min，再加入聚乙稀、无水乙醇、甘油，以300 rpm的转速进行湿法混合40 min ； (2)加入碳纤维、表面活性剂，转速降低至100rpm，继续球磨40 min，将混合均匀的浆料在室温下抽气缓慢加到金属模具中，然后置于保温箱中于700°C下保温30分钟后脱模，在室温下自然干燥至恒重； (3)将步骤(2)得到的碳化钛陶瓷素坯置入反应烧当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高硬度耐高温碳化钛陶瓷，其特征在于，由下列重量份的原料制成:碳化钛40‑60、氧化铝10‑25、高岭土粉2‑7、氧化锆0.8‑2、氧化硼1.5‑4、二氧化硅2‑6、三氧化二锑1.8‑3.5、碳纤维0.6‑3、表面活性剂0.05‑0.3、聚乙烯0.5‑3、无水乙醇25‑30、甘油2‑5、去离子水65‑75。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄能强，
申请(专利权)人：广西南宁智翠科技咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45
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