一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂及其制备方法技术

一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂，由摩尔份数2.5份的Al粉、19～20份的TiO2粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须和2～3份的B4C粉制成的，先将Al粉、TiO2粉、炭黑、B4C粉、SiC晶须按比例称量，再加入少量分散剂放入球磨机混料容器，加入去离子水进行球磨制浆，所得浆料固体含量为35～55％；所得浆料烘干，破碎、研磨后过筛，制成粉体，将粉体在钢制模具中压坯，然后进行烧结，烧结后随炉冷却至室温，得到烧结体，将烧结体研磨成粉料，即得到含有硼钛铝碳硅的烧结助剂。本发明专利技术以硼钛铝碳硅为B4C陶瓷的烧结助剂的主晶相，成本低、使用效果好，有效解决B4C陶瓷制备过程中烧结温度高、成品断裂韧性低的问题。

Toughening sintering auxiliary for atmospheric pressure sintering boron carbide ceramics and preparation method thereof

A toughening sintering additive used in normal pressure sintered boron carbide ceramics, which is made of 2.5 parts of Al powder, 19~20 parts of TiO2 powder, 47.5 to 50 copies of carbon black, 9~10 SiC whiskers and 2~3 B4C powders. The Al powder, TiO2 powder, carbon black, B4C powder and SiC whisker are proportionally weighed in proportion, and a small amount of dispersant is added into ball milling. The solid content of the slurry is 35 ~ 55%, the size of the slurry is dried, broken and grinded and then sifted and made into powder. The powder is pressed in the steel mould and then sintered, then the sintering body is cooled to the room temperature after sintering, and the sintered body is grinded into powder. That is, a sintering additive containing boron, titanium, aluminum, carbon and silicon is obtained. The main crystal phase of the sintering aids is Boro - Ti - Al - C - Si as B4C ceramics, with low cost and good use effect, which can effectively solve the problem of high sintering temperature and low fracture toughness in the preparation of B4C ceramics.

【技术实现步骤摘要】
一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂及其制备方法
本专利技术涉及一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂及其制备方法。
技术介绍
碳化硼(B4C)是一种硬度仅低于金刚石和立方氮化硼的先进结构陶瓷材料，以其高硬度、低密度、良好的化学稳定性和较高的中子吸收能力，在核工业、化工、航空航天以及防护领域拥有广泛的应用前景。传统制备碳化硼的工艺是采用纯碳化硼粉(中位粒径不大于0.5μm)进行常压烧结，需要2300℃以上的温度，才能实现致密化烧结(相对烧结密度大于92％)，而且制备的陶瓷制品强度和断裂韧性比较低，因此对于碳化硼陶瓷的规模化生产和应用都存在较大影响。经查，现有专利号为CN200910071576.6的中国专利《一种烧结碳化硼用的降温增韧烧结助剂及制备方法》，该增韧烧结助剂是由摩尔份数为8.1－8.2份的Al粉、5.8－6份的炭黑和1－1.2份的B4C制成的，制备时，首先，将碳化硼粉、炭黑、铝粉和无水乙醇混合，再球磨、烘干；接下来，将烘干的粉体在石墨模具中制成预制坯料，然后把预制坯料放入真空热压炉中进行多机制烧结反应，待烧结反应结束后试样随炉冷却到室温，这样便得到了多孔块体材料，然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂，其特征在于：所述增韧烧结助剂是以硼钛铝碳硅为主晶相，是由摩尔份数为2.5份的Al粉、19～20份的TiO2粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须以及2～3份的B4C粉混合制成的。

【技术特征摘要】
1.一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂，其特征在于：所述增韧烧结助剂是以硼钛铝碳硅为主晶相，是由摩尔份数为2.5份的Al粉、19～20份的TiO2粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须以及2～3份的B4C粉混合制成的。2.一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将摩尔份数为2.5份的Al粉、19～20份的TiO2粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须以及2～3份的B4C粉混合，加入质量分数不超过2％的分散剂，放入聚氨酯球磨罐中，加入去离子水，去离子水的加入量为混合粉末体积的1～2.5倍，球磨6～10小时制成浆料，所得浆料固体含量为35～55％，浆料烘干后破碎、研磨，过40目或60目筛，完成粉体制备；2)将上述制备的粉末放入直径不大于40mm的钢制模具中，压力为1～5MPa的条件下压坯；3)将预制坯料放在石墨模具中，入高温真空烧结炉内进行抽真空处理，然后升温烧结；4)烧结机制为：室温～600℃的升温速度为8～12℃/min，600℃时保温10～20min，然后以13～17℃/min的升温速率升温至1150～1250℃，保温10～15min，然后以5～10℃/min的升温速率继续升温至1550～1650℃，保温60～120min后...

【专利技术属性】
技术研发人员：史秀梅，曹剑武，杨亚璋，李志鹏，张立君，陈刚，倪杨，郑阳升，任丽宏，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：浙江,33