一种B4C陶瓷块体及其快速制备方法技术

本发明专利技术涉及一种B4C陶瓷块体及其快速制备方法，属于装甲防护材料制备领域。所述陶瓷块体的组成及质量分数为：B4C 90.8％～99.87％，TiB2 0.078％～5.52％，SiC 0.052％～3.68％。所述制备方法为：将B4C、Ti3SiC2和Si粉球磨混合均匀；再用放电等离子烧结系统烧结，得到所述陶瓷块体。放电等离子烧结的电场会在烧结过程中清洁和活化所述混合粉末的颗粒表面，使混合粉末致密化过程在较低的烧结温度下进行，大大缩短烧结时间，烧结得到的B4C陶瓷块体致密度可高达99.9％，并且有第二相生成，综合力学性能良好，可应用于防护材料领域。

【技术实现步骤摘要】
一种B4C陶瓷块体及其快速制备方法
本专利技术涉及一种B4C陶瓷块体及其快速制备方法，具体地说，涉及一种以Ti3SiC2和Si为烧结助剂的B4C陶瓷块体及其快速制备方法，属于装甲防护材料制备领域。
技术介绍
B4C的晶格结构为菱面体结构，点阵结构属于n53d-R3m点阵群，相互以共价键结合，是世界上第三硬的材料，在富硼化合物中属于超硬材料的一种。具有优良的物理、化学及力学性能，如：低密度(2.52g/cm3)、高硬度(35-45GPa)、较高的熔点(2450℃)，抗氧化性及耐腐蚀性好、高温热电性、高中子吸收散射截面、以及高化学稳定性等。由于这些特性，该材料用途极其广泛，几乎涉及到国民经济的各个部门和现代技术的各个领域，对工业的发展和生产率的提高起着重要的推动作用，在轻质装甲方面也发挥着至关重要地作用。目前，制备B4C陶瓷块体主要有无压烧结、热压烧结、微波烧结等。但是由于B4C是一种强共价键化合物，低的自扩散系数、高熔点等性能导致获得高致密度的B4C陶瓷需要很高的烧结温度。并且氧化物薄膜B2O3覆盖其在表面阻碍烧结的进行，这决定了这种材料的烧结性能较差，较难获得高致密度的材料，采用常规本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种B4C陶瓷块体，其特征在于：以所述陶瓷块体总体质量为100％计，其中各组成成分及其质量分数如下：B4C                                            90.8％～99.87％，TiB2                                           0.078％～5.52％，SiC                                            0.052％～3.68％。

【技术特征摘要】
1.一种B4C陶瓷块体，其特征在于：以所述陶瓷块体总体质量为100％计，其中各组成成分及其质量分数如下：B4C90.8％～99.87％，TiB20.078％～5.52％，SiC0.052％～3.68％。2.一种如权利要求1所述的B4C陶瓷块体的快速制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)将B4C粉、Ti3SiC2粉和Si粉加入球磨罐中，混合均匀得到混合泥浆，球磨，干燥，得到混合粉末；其中，Ti3SiC2粉和Si粉的混合粉末之和与B4C粉的质量比为1:(13.3～999)；Ti3SiC2粉与Si粉的物质的量之比为2:5；(2)采用放电等离子烧结系统对所述混合粉末进行烧结处理，得到所述B4C陶瓷块体。3.根据权利要求2所述的一种B4C陶瓷块体的快速制备方法，其特征在于：步骤(1)中：B4C粉的粒径≤1μm；Ti3SiC2粉的粒径≤200目；Si粉的粒径≤1μm。4.根据权利要求2所述的一种B4C陶瓷块体的快速制备方法，其特征在于：步骤(1)中：所述球磨采用SM-QB行星式球磨机；球磨参数为：球磨介质为无水乙醇；球料比为1～5:1；球磨机转速为150r/min～500r/min，球磨时间为0.5h～3h；磨球由质量比为0.1～10:1的大玛瑙球和小玛瑙球组成，大玛瑙球的直径为10mm～30mm，小玛瑙球的直径为1mm～5mm。5.根据权利要求2所述的一种B4C陶瓷块体的快速制备方法，其特征在于：步骤(1)中：所述干燥过程为：先将球磨完成后的混合泥浆于60℃～80℃下进行旋蒸蒸发真空干燥0.2h～2.5h，待球磨介质挥发完毕后，于30℃～80℃下干燥0.5h～1h。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝晖，宋奇，尹仕攀，程兴旺，胡正阳，王浩，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11