得到了对于提高与陶瓷的复合烧结体的特性有效地、不含氧化钛或金属等无机系杂质而且游离碳量少的具有纳米单位的粒径的微细的碳化钛粉末。一种高纯度微细的碳化钛粉末，最大粒径是１００ｎｍ以下，钛以外的金属含有量是０．０５ｗｔ％以下，游离碳含量在０．５ｗｔ％以下，通过下述工序得到，把含有１个以上能与烷氧基钛的钛配位的官能团ＯＨ基或者ＣＯＯＨ基而且不含有Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ以外的元素的有机物溶解在作为碳源的溶剂中形成液体，在该液体中，当把碳源与烷氧基钛的摩尔比（碳源／烷氧基钛）定为α时，混合烷氧基钛使得α成为０．７≤α≤１．０，得到前体溶液，把得到的前体溶液中的生成物在非氧化气氛或真空气氛中，在１０５０～１５００℃下进行热处理。
Titanium carbide powder and titanium carbide ceramic composite powder, process for producing the same, and sintered body of titanium carbide powder and titanium carbide ceramic
The fine titanium carbide powder with nanometer particle size is obtained, which is free of inorganic impurities such as titanium oxide or metal, and has free carbon content. Titanium carbide powder with high purity fine, the maximum particle size is below 100nm, titanium metal except the content is below 0.05wt%, the free carbon content below 0.5wt%, obtained by the following procedure, it contains more than 1 with alkoxy titanium titanium coordination group OH based or COOH based and does not contain C, H, N and other O elements of the dissolved organic matter in liquid form as a carbon source in the solvent in the liquid, when the molar ratio of carbon source and alkoxy titanium (Tan Yuan / titanium alkoxide as alpha), mixed titanium alkoxide alpha 0.7 = Alpha has become 1, get the precursor solution, the resultant precursor solution is obtained in a non oxidizing atmosphere or vacuum atmosphere, at 1050 to 1500 DEG C under heat treatment.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有纳米单位的粒径的微细的碳化钛粉末和碳化钛 —陶瓷复合粉末及其制造方法。另外，涉及该碳化钛粉末的烧结体和 碳化钛一 陶瓷复合粉末的烧结体及其制造方法。技术背景碳化钛多用作与陶瓷的复合烧结体，特别是与氧化铝的复合烧结 体产生高温强度性、耐热性、耐磨损性、耐药性等优良的特性，被用 在切削工具或耐磨损性构件、薄膜磁头基板等多种用途上。但是，碳化钛烧结性低，即使作为复合材料的一部分来制作烧结 体，也有容易残留空隙的缺点，为此，必需添加用于提高烧结性的烧 结助剂，这又存在与烧结体的强度变差相关联的问题。作为解决该问题的手段，通过微细化碳化钛粉末来提高烧结性是 有效的。由于碳化钛粉末越微细化烧结性越高，可以低温烧结，因此 在制作与陶瓷粉末的复合烧结体时，有抑制陶瓷的晶粒生长的效果。该效果在粒径为100nm以下时非常高，除此而外，在烧结体中显示出 优良的分散强化效果。另外，通过添加碳化钛粉末来改善WC/Co系超硬切削工具的高温 强度和耐磨损特性，或者通过与Ni等金属粉末形成复合体，碳化钛粉 末被广泛地用在金属陶瓷工具、轧辊和金型材料用的初期原料粉末。最近，由于通过碳化钛的微粒化使工具的硬度变高、抗弯力变高， 工具的耐磨损性增加，因此，碳化钛粉末的微粒化技术成为重要的课 题。以前，作为碳化钛粉末的制造方法，使用在非氧化性气氛中在大约150(TC的高温下热处理二氧化钛(Ti02)和碳的混合粉末的还原/ 碳化方法，或Ti和TiH2的直接碳化法。但是，由于所制造的TiC的粉末尺寸大到l~10nm，虽然由球磨 机粉碎进行微细化，但是把最大粒径做到0. 5pm以下也是困难的，除 此而外，由于粉碎介质的混入，粉末的低品位化也不能避免。为了解决这些问题，专利文献l公开了如下方法在惰性气氛下， 把四氯化钛(TiCl4)和氯化碳的混合溶液投入容纳了镁(Mg)熔融金 属的密闭容器内，在该密闭容器内，真空分离镁还原反应后残存的剩 余的液状Mg和氯化镁(MgCl2)，从真空分离了液状的Mg和MgCl2的 密闭容器中回收TiC合成物。由该专利文献1的方法，与以前相比可以在900 ~ 1000"C的^f氐温 下合成碳化钛粉末，得到的碳化钛粉末的粒径-敞细到50nm，游离碳量 也少到0. 2重量％，碳化钛的晶格常数接近理论值4. 3267A。但是，在这样得到的碳化钛粉末中，存在问题是含有0. 3 ~ 0. 8wt% 的Mg、 0. 1 ~ 0. 3wt。/。的Cl、 0. 1 ~ 0. 6wt。/。的Fe和大量的杂质。另外，专利文献2中，公开了如下方法将含钛的水溶性盐、偏 钛酸TiO (OH) 2浆料或者超微粒钛氧化物粉末中的一种、和含有过渡 性金属的水溶性金属盐溶解在水中制备混合原料，在喷雾干燥该混合 原料得到前体粉末后，热处理该前体粉末制作超微粒Ti —过渡性金属 复合氧化物粉末，然后，在该超微粒Ti —过渡性金属复合氧化物粉末 中混合纳米尺寸的碳粒子，之后，在非氧化性气氛中还原干燥了的复 合氧化物粉末，在1200 ~ 135QX:下进行碳化热处理，制造碳化钛粒径 为35 ~ 81nm的TiC—Co复合粉末。在该专利文献2公开的方法中，由于把过渡性金属的含有量定为 lwt。/。以上，虽然可以在135(TC以下进行还原/碳化热处理，可以得到 超微细粉末，但是难以制造高纯度且微细的碳化钛粉末的单体。另一方面，通过碳化钛的液相的合成法，具有能稳定地得到微细 的碳化物，而且可以简单地进行与其它成分的混合的优点。另外，当作为钛源使用烷氣基钛时，具有比较廉价地得到其它的金属成分的混入量非常少的碳化钛粉末的优点。但是，到目前为止，由液相法得到的碳化钛粉末，由于作为杂质 含有数Wt。/。以上的游离碳量，在作为烧结原料使用时，烧结时该游离 碳阻碍烧结，存在不能得到致密的烧结体的问题。例如，在非专利文献l中，混合对异丙氧基钛的螯合倾向不同的数种二元羧酸，在随后的干燥后，在含有0~10%氢的氩气氛中进行热 处理，得到碳化钛粉末。但是，得到的碳化钛粉末含有4. 2重量％以上 的游离碳。这样的话，没有建立一种批量的制造方法，该方法合成最大粒径 100nm以下、游离碳量0. 5wt。/。以下、且钛以外的金属含有量少的碳化 钛粉末。另外，在制作复合了碳化钛和以氧化铝为代表的另外的陶资的烧 结体时，由于作为其原料的碳化钛粉末越微细化，碳化钛粉末形成凝 聚体，因此，得到碳化钛均匀分散的烧结体是困难的。作为解决该问题的方法，将碳化钛粉末覆盖陶瓷粉末表面的具有 所谓核壳型的结构的粉末，在制作碳化钛分散陶瓷烧结体上，对于防 止碳化钛粉末的凝聚，得到均匀组织的烧结体是有效果的，再有，对 抑制烧结时陶瓷的晶粒长大也是有效的。专利文献3公开了这种复合粉末的制造。该专利文献3中公开的 方法是，合成在氧化铝粉末表面上由CVD法(化学气相沉积)形成TiC 薄膜的核壳型的结构的粉末，由此，得到碳化钛均匀分散的烧结体。 但是，由于CVD法只能在真空装置内间歇式生产，存在不适合大批量生产和高成本的缺点。专利文献l: JP2005 — 47739 专利文献2: JP2004 —323968 专利文献3: JP5 —270820非专利文献l: TomGallo， Carl Greco， Claude Peterson, Frank CambiraandJohstBurk , AzkoChemicals Inc. ， Mat. Res. Soc. Symp.Vol.271， 1992， p887-892.
技术实现思路
本专利技术要解决在制造具有纳米单位的粒径的微细的碳化钛粉末 及使用该粉末的烧结体时的缺点，第1课题在于得到微细的碳化钛粉 末，该碳化钛粉末对于提高与陶瓷的复合烧结体的特性有效，且不含 氧化钛或金属等无机杂质且游离碳含有量少。另外，另一个课题在于，使不含氧化钛或金属等无机杂质且游离 碳含量少的微细的碳化钛粉末和陶瓷粉末混合，能比较容易地得到碳 化钛一陶瓷复合材料，而得到碳化钛一陶瓷复合粉末。再有，另一个课题在于，对于这种碳化钛一陶瓷复合粉末，得到 具有碳化钛粉末覆盖陶覺粉末表面的核壳型的结构的粉末。还有，另一个课题在于，使用这种碳化钛一陶瓷复合粉末或者具 有碳化钛粉末覆盖陶资粉末表面的核壳型的结构的粉末，得到微细的 碳化钛分散在基质的陶瓷中的烧结体。还有，另一个课题在于，提供具有纳米单位的粒径的微细的碳化 钛的批量生产性优良的制造方法。还有，另一个课题在于，确立使用液相法批量生产这种碳化钛粉 末时的最合适条件。还有，另一个课题在于，在制造这种碳化钛一陶瓷复合粉末时， 提供应用液相法的批量生产性优良的制造方法。还有，另一个课题在于，提供具有这种碳化钛粉末覆盖陶瓷粉末 表面的核壳型的结构的碳化钛一陶瓷复合粉末的批量生产性优良的制 造方法。还有，另一个课题在于，确立应用液相法批量生产具有这种碳化 钛粉末覆盖陶瓷粉末表面的核壳型的结构的粉末时的最合适条件。还有，另一个课题在于，提供使用这种微细的碳化钛一陶瓷复合 粉末或者使用具有碳化钛粉末覆盖陶瓷粉末表面的核壳型的结构的粉 末，制造碳化钛均匀地分散在陶瓷中的烧结体的制造方法。 附图说明图l是由本专利技术制造的碳化钛粉末的x射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高纯度微细的碳化钛粉末，其最大粒径是１００ｎｍ以下，且钛以外的金属含有量是０．０５ｗｔ％以下，而且游离碳量是０．５ｗｔ％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷口洋子，牧野晃久，藤吉国孝，中野修，奥井彻，原勇介，
申请(专利权)人：福冈县，日本钨合金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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