复合陶瓷组合物及其形成方法技术

一种包含碳化硼相的复合陶瓷组合物及其形成方法。复合陶瓷组合物包含硼化钨相、过渡金属硼化物相。复合陶瓷组合物还可包含布置在固溶体中的碳，其至少具有硼化钨相和过渡金属硼化物相。过渡金属硼化物相可包含选自Cr、Nb和Zr中的至少一种金属的硼化物。

Composite ceramic composition and method for forming the same

A composite ceramic composition comprising a boron carbide phase and a method of forming the same. The composite ceramic composition comprises a boride tungsten phase and a transition metal boride phase. The composite ceramic composition may also contain carbon disposed in the solid solution having at least a boride tungsten phase and a transition metal boride phase. The transition metal boride phase may contain a boride of at least one metal selected from Cr, Nb, and Zr.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合陶瓷组合物及其形成方法本申请要求2014年11月26日提交的美国临时专利申请系列第62/084,623号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
本公开涉及复合陶瓷组合物和由该组合物制造的陶瓷材料以及由此制得的制品。复合陶瓷组合物包含硼、碳以及至少一种过渡金属。组合物还可含有其他功能相，特别是涉及同时含有硼和碳的相。技术背景钻石和立方氮化硼(CBN)是最硬的材料，硬度值超过70GPa维氏硬度(1kgf负荷)。这些坚硬材料的制造非常困难且昂贵，因而通常不以块体形式使用。碳化硼、碳化钨和碳化钛是其他坚硬材料，它们更容易形成，但是相比于CBN和钻石耐磨性较差。
技术实现思路
本公开的示例性实施方式提供了复合陶瓷组合物和由此制造的陶瓷材料，及其制造方法。复合陶瓷组合物包含硼、碳以及至少一种过渡金属。至少根据某些实施方式，陶瓷材料是导电的，相比于其他陶瓷材料具有高硬度和/或高断裂韧度，和/或具有良好的导热性。根据各种示例性实施方式，复合陶瓷组合物包括碳化硼相、硼化钨相、过渡金属硼化物相(其包含选自铬、铌和锆中的至少一种金属的硼化物)。根据其他示例性实施方式，复合陶瓷组合物包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合陶瓷组合物，其包含：碳化硼相；硼化钨相；以及过渡金属硼化物相，其包含选自Cr、Nb和Zr中的至少一种金属的硼化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 US 62/084,6231.一种复合陶瓷组合物，其包含：碳化硼相；硼化钨相；以及过渡金属硼化物相，其包含选自Cr、Nb和Zr中的至少一种金属的硼化物。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述过渡金属硼化物相包含选自Cr、Nb和Zr中的至少两种金属的硼化物。3.如权利要求1-2中任一项所述的组合物，其还包含布置在固溶体中的碳，所述固溶体具有碳化硼相、硼化钨相和过渡金属硼化物相中的至少一个。4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述过渡金属硼化物相包含选自下组的至少一种相：CrB2相、Ti0.5Zr0.5B2相和NbTiB4相。5.如权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碳化硼相包括选自下组的至少一个相：B12(BC2)相和B11.72C3.28相。6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述硼化钨相包括选自下组的至少一个相：W2B5相和WB2相。7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括约为2:1至约为8:1的硼-碳摩尔比。8.如权利要求1-7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括约为0.5:1至约为4:1的过渡金属-碳摩尔比。9.如权利要求1-8中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物具有：1kgf下约为14-30GPa的维氏硬度；以及约为3-10MPa*m0.5的韧度。10.如权利要求1-9中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物具有约为14-30(KIC3/4*H1/2)的耐磨损因子。11.如权利要求1-10中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碳包括石墨。12.如权利要求1-11中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碳不含石墨。13.如权利要求1-12中任一项所述的组合物，其特征在于，所述过渡金属硼化物相包括硼化铬和硼化钛的固溶体。14.如权利要求1-13中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物的导电率约为100-300S/m。15.如权利要求1-14中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物的导热率约为5-50W/(m*K)。16.一种包含权利要求1-15中任一项所述的组合物的制品，其中，所述制品包括以下至少一种：挤出机螺杆、挤出模头、挤出板、挤出插入物、挤出机桶、混合器、螺丝钻、挤出机螺杆螺纹以及其他挤出机部件。17.一种制造挤出模头的方法，所述方法包括：对包含权利要求1-15中任一项所述的组合物的模头坯料进行电子放电加工(EDM)和电化学加工(ECM)中的至少一种，其中，所述的EDM和ECM中的至少一种包括选自下组的至少一种：钻孔、狭缝切割，所述狭缝包括方形、矩形、六边形、弯曲、...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·R·康韦，J·W·齐默尔曼，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US