一种制备ZrB2—Al2O3复合粉体的方法技术

本发明专利技术属于陶瓷、耐火材料技术领域，具体涉及一种制备ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的方法；其以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］粉和金属Ａｌ粉作为铝热剂原料，金属Ａｌ粉、ＺｒＯ↓［２］粉和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］粉作为合成ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的原料，利用铝热反应放出的热量引燃合成ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的反应。本发明专利技术方法制备工艺简单，不需要特殊设备和气氛、所需原料价格低廉，能耗和用时小，对环境友好，所合成的粉体纯度高，粒度细小，制造成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属陶瓷、耐火材料
，具^及一种制备ZrB2—Al203复合粉 体的方法。
技术介绍
ZrB2是六方晶系C32型的准金属结构化合物，硼原子面和锆原子面之间的 Zr—B离预以及B—B共^^的强键性决定了 ZrB2陶瓷具有高熔点、高硬度、 高稳定性、良好的导电性、导热性和良好的抗腐蚀性樂寺点，是一种性能优异的 高温陶瓷材料。ZrB2陶瓷已广泛应用在高温结构陶瓷材料、复合材料、耐火材 料、电极材料以及核控制材料等领域中。但由于ZrB2陶瓷熔点高、不易烧结， 并且本身的韧性相对不高，限制了它的应用。为此，国内外材料工作者采用各种 先进的烧结工2)(t添加其它组分的ZrB2复合材料进行了大量的研究工作，以改 善材料的综合性能。A1A是研究较多的添加组分。经M"现有ZrB2—Al203复合粉体合成技术的大量调研发现，杨振国等(发 明专利申请号200410052641.8)和陈海龚等(专利技术专利申请号(200610117280.x) 均采用金属A1粉、ZtO2粉和B203粉为原料合成ZrB广Al203粉体。杨振国等采 用自蔓延法，该方法不粒处在于自蔓延合成设备复杂，需要特殊气氛，生产 成本高。陈海龚等采用高能球磨法，其不^t处在于需要高能球磨设备和特赔 氛。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对战问题，提出一种制备ZrB2—Al203复^m体的方法， 使该方法不需要特殊设备和气氛，生产成本低，倉巨制^ 级粉体，适合规模化生产。本专利技术实现其专利技术目的所采取的技术方案是一种制备ZrB2—Al203复^m 体的方法，禾佣热铝反应引燃合成ZrB2—Al203复合粉体的反应；其制备工艺步 骤为(1) 以Fe203粉和金属Al粉为原料，按l: 2 2、 .2的摩尔比在球磨罐中 球磨干混均匀，^f斗体积比为2: 1，球磨3 5小时，配成铝热剂；(2) 以金属A1粉、Zr02粉和B203粉为合成ZrB2—Al203复織体的原料，按10: 3: 3 4的摩尔比在球磨罐中球磨干混均匀，球料体积比为3: 1，球磨3 5小时后压制成坯体；(3) 将步骤(2)的还体用碳毡包围好后置于陶瓷容器的中部，用步骤(l) 配置好的铝热剂将其埋实；(4) 用镁条点燃，引燃合成ZrB广Al203复合粉体的反应；反应结束后， 将反应物破碎、过筛，得到高纯度的ZrB2—Al203复合粉体。戶诚配置铝热齐佣原料Fe2O3粉的纯度^90X，粒度《100nm;金属Al粉 纯度》90%,粒度《100jjm。所述合成ZrB2—A1203复合粉体用原料金属Al粉的纯度》99%，粒度《 50拜，Zi02粉纯度^99X，粒度《50nm， 8203粉纯度>99%，粒度《50jom。所述金属Al粉、Zr02粉和B203粉混合料的坯体成型压力为15 50MPa。本专利技术实质性特点是-(1) 本专利技术制备工艺简单，设皿入小，在反应过程中不需要特殊气氛保护。(2) 本专利技术制备方法所需原料比较容易获得，价格便宜，合成成本低。(3) 本专利技术制备方法是利用铝热反应放出的热量引燃Al、 ZK)2和B203 粉体的合成反应，合成粉体粒度小，易于烧结，可广泛应用在陶瓷、耐火材糊亍 业。(4) 本专利技术制备方法具有生产周期短，會號低，无污染的特点，符合国家 节能较耗的政策。具体实施方式 实施例1将Fe203粉(纯度90%,粒度100nm)和金属Al粉(纯度90%，粒度100Mm) 按摩尔比l: 2称離方从球磨罐中球磨干混均匀，^|#^只比为2: 1，球磨3 小时。将金属A1粉(纯度99%，粒度50(om)、 Zr02粉(纯度99%，粒度45jim)、 和8203粉(纯度99%，粒度45^m)按摩尔比10: 3: 3称重后放入球磨罐中球 磨干混均匀，3^斗体积比为3: 1，球磨3小时，取500克料在15MPa的压力下压制成坯体。将坯体用碳毡包围后方i(A陶瓷容器中部，用铝热剂将其埋实，用镁条点燃。 反应结束后，将反应物破碎、过筛，即可得到纯度为96%，粒度为6 9,的 ZrB2—Al203复合粉体。实施例2将Fe2(33粉(纯度90%，粒度lOO^m)和金属Al粉(纯度92%,粒度74pm) 按摩尔比l: 2称離方^A球磨罐中球磨干混均匀，^^|#^只比为2: 1，球磨4小时。将金属A1粉(纯度99.3%，粒度38mhi)、 ZiC2 (纯度99%，粒度38miti)、 和B2Cb粉(纯度99%,粒度45pm)按摩尔比10: 3: 3.5称重后方j(A球磨罐中 球磨干混均匀，球料体积比为3: 1,球磨4小时，取500克料在25MPa的压力下压制成坯体。将压制好的坯体用 包围后放入陶瓷容器中部，用铝热剂将其埋实，用镁 条点燃。反应结束后，将反应物破碎、过筛，即可得到纯度为97%，粒度为5 实施例3将Fe203粉(纯度92X，粒度80nm)和金属Al粉(纯度94X，粒度74拜) 按摩尔比l: 2.1称Sjg方JCA^磨罐中球0^混均匀，球料体积比为2: 1，球磨 5小时。将金属Al粉(纯度99.5%,粒度25拜)、ZtC2粉(纯度993%，粒度20Mm)、 和B203粉(纯度99%，粒度38iom)按摩尔比10: 3: 4称，方M^磨罐中球 磨干混均匀，^W^f只比为3: 1，球磨5小时，取500克料在25MPa的压力下 压制成坯体。将压制好的坯体用碳毡包围后放入陶瓷容器中部，用铝热剂将其埋实，用镁5条点燃。反应结束后，将反应物破碎、过筛，即可得到纯度为98%，粒度为5 7(jm。实施例4将Fe203粉(纯度92%，粒度80pm)和金属Al粉(纯度94%,粒度74拜) 按摩尔比l: 2.2称重后方j(A球磨罐中球磨干混均匀，^^斗体积比为2: 1，球磨 3小时。将金属A1粉(纯度99.5、粒度25Mm)、Zi02粉(纯度99.4X，粒度20pm)、 和8203粉(纯度99%，粒度25拜)按摩尔比10: 3: 3.5称重后方j[A球磨罐中 球磨干混均匀，^^斗体积比为3: 1，球磨5小时，取500克料在45MPa的压力下压制成坯体。将压制好的坯体用鹏包围后方1A陶瓷容器中部，用铝热齐鹏其埋实，用镁 条点燃。反应结束后，将反应物破碎、过筛，即可得到纯度为98%，粒度为2 实施例5将Fe203粉(纯度92X，粒度80pm)和金属Al粉(纯度94X，粒度74,) 按摩尔比l: 2.2称，方j(A球磨罐中球^T混均匀，球料体积比为2: 1，球磨 3小时。将金属Al粉(纯度99.5%,粒度20(jm)、 Zr02粉(纯度99.4%，粒度20jom)、 和B203粉(纯度99%，粒度20pm)按摩尔比10: 3: 3.5称重后方j(A球磨罐中 球磨干混均匀，i^斗体积比为3: 1，球磨5小时，取500克料在45MPa的压力下压制成坯体。将压制好的坯体用碳超包围后方i(A陶瓷容器中部，用铝热齐鹏其埋实，用镁 条点燃。反应结束后，将反应物破碎、过筛，即可得到纯度为98%，粒度为1 权利要求1、一种制备ZrB2—Al2O3复合粉体的方法，其特征在于利用热铝反应引燃合成ZrB2—Al2O3复合粉体的反应；其制备工艺步骤为(1)Fe2O3粉和金属Al粉为原料，按1∶2～2.2的摩尔比在球磨罐中球磨干混均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的方法，其特征在于：利用热铝反应引燃合成ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的反应；其制备工艺步骤为：　（１）Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］粉和金属Ａｌ粉为原料，按１∶２～２．２ 的摩尔比在球磨罐中球磨干混均匀，球料体积比为２∶１，球磨３～５小时，配成铝热剂；　（２）金属Ａｌ粉、ＺｒＯ↓［２］粉和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］粉为合成ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］复合粉体的原料，按１０∶３∶３～４的摩尔比在球磨罐 中球磨干混均匀，球料体积比为３∶１，球磨３～５小时后压制成坯体；　（３）将步骤（２）的坯体用碳毡包围好后置于陶瓷容器的中部，用步骤（１）配置好的铝热剂将其埋实；　（４）用镁条点燃铝热反应，引燃合成ＺｒＢ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓ ［３］复合粉体的反应；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，王来稳，周继伟，王龙庆，周军，李代兵，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]