The invention discloses a method and a device for preparing TiBCN powder, which belongs to the technical field of ceramic material preparation; technical scheme of substrate pretreatment, the substrate pretreatment well into anode DC sputtering equipment, carbon film on pure titanium target, nitrogen and argon to vacuum room cleaning, after cleaning, regulating the protection gas flow rate, heating of the entire sputtering system until 800 900 DEG C, adjust the supply voltage to the target, current density, gas flow and vacuum system, temperature increase of 40 50 DEG and remained unchanged after continuously cooling water to pass into the hollow part of the matrix TiBCN; powder prepared by the invention has high hardness and good wear resistance, but also has a strong acid resistance, corrosion resistance and good conductivity, the purity of up to about 95%, the utilization rate of raw materials increased to 100 %.
【技术实现步骤摘要】
一种制备TiBCN粉末的方法及装置
本专利技术属于陶瓷材料制备
,特别是涉及一种制备TiBCN粉末的方法及装置。
技术介绍
TiBCN复合陶瓷材料是耐磨材料和高性能切削刀具的理想材料,TiBCN粉末流动性好,可直接自动输送进行3D激光打印,激光熔覆、电极焊熔覆和爆炸喷涂,熔覆层性能优良,适合作为各种熔覆和涂覆添加材料,而且在热交换器和发动机高温部件展现出良好的性能。目前陶瓷粉末制备大多是采用物理机械法和化学研磨法制取,国内主要利用固相烧结的方法来制取TiBCN,但是对于制备的粉体颗粒度不能起到一定的调控性,而且粉末的颗粒度并不能做到相对均匀化。固相烧结法也不能达到原材料的最大利用率,而且粉末夹杂性问题的存在降低了粉末的纯度。由于粉体制备的基础不高,国内目前大多采用磁控溅射法和射频溅射法制取致密性良好的TiBCN薄膜。溅射法制取的薄膜致密性良好,精细度和均匀性也都表现出色,但是TiBCN薄膜并非粉体,缺少了粉体所特有的性能。而如果通过机械研磨法制备TiBCN粉末就破坏了粉末颗粒度的均匀性且费时费力,并间接改变了TiBCN粉末的松散堆积和颗粒间的摩擦力以及粘结性,从而影响到了粉末的流动性,因此本专利技术采用双靶直流反应共溅射法来克服以上的技术问题。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足,所要解决的技术问题是提供一种利用双靶直流反应真空共溅射法制备TiBCN粉末的方法及装置,所述的TiBCN粉末具备高纯度、高硬度、耐磨性、强抗酸性、抗腐蚀和良好的导电性能,可以扩大功能陶瓷或技术陶瓷的应用领域。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案为:提供一种制备 ...
【技术保护点】
一种制备TiBCN粉末的方法,其特征在于包括以下步骤:a)基体预处理:将基体表面用超声波清洗除油后烘干,所述的基体是中空的长方体管;b)将预处理好的基体放入直流溅射设备中阳极(2)上面,将碳片放在高纯钛靶(3)上,采用平面对靶的方式将放置有碳片的高纯钛靶放置在相应的阴极(8)下方,做为钛和碳的来源;c)以体积比为1‑2:3‑4将氮气和氩气通入到真空室(1),之后对真空室和预处理的基体进行清洗,所述的氮气作为保护气体的同时作为氮的来源;d)清洗完成后,调节保护气流量到15‑20ml/min,将真空室(1)气压调节至5.0‑7.0Pa,然后对整个溅射系统加热直至800‑900℃,之后打开控制电源调节电源电压至800‑1000V,靶电流密度为0.4‑0.5mA/cm
【技术特征摘要】
1.一种制备TiBCN粉末的方法,其特征在于包括以下步骤:a)基体预处理:将基体表面用超声波清洗除油后烘干,所述的基体是中空的长方体管;b)将预处理好的基体放入直流溅射设备中阳极(2)上面,将碳片放在高纯钛靶(3)上,采用平面对靶的方式将放置有碳片的高纯钛靶放置在相应的阴极(8)下方,做为钛和碳的来源;c)以体积比为1-2:3-4将氮气和氩气通入到真空室(1),之后对真空室和预处理的基体进行清洗,所述的氮气作为保护气体的同时作为氮的来源;d)清洗完成后,调节保护气流量到15-20ml/min,将真空室(1)气压调节至5.0-7.0Pa,然后对整个溅射系统加热直至800-900℃,之后打开控制电源调节电源电压至800-1000V,靶电流密度为0.4-0.5mA/cm2,之后改变气流量到18-25ml/min,将真空室气压调节至7-10Pa,系统温度提高4...
【专利技术属性】
技术研发人员:李玉新,苏科强,白培康,李亮,刘斌,赵占勇,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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