一种碳化硼制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硼制备方法，以成本低廉的煤炭为碳源，硼酸为硼源，碳酸钠作为助烧剂，通过原位生长的方式，使硼酸在煤粉颗粒表面重结晶，从而获得颗粒尺寸小、分布均匀的硼酸包裹煤炭颗粒混合微粉，并通过预压成型制成压片，避免煤炭在高温下发生剧烈燃烧，提高了实验的可重现性，最后利用放电等离子烧结工艺，通过改变烧结温度、保温时间及载荷压力，快速、绿色、高效的制备出碳化硼晶体；助烧剂碳酸钠的分解增强了烧结过程中的气‑固反应机率，CO2气体被电离形成空间热点，促进B原子与C原子之间的界面反应，在低温快速烧结条件下，以更低的成本和更少的环境污染，制备了高致密化和优良的力学性能的碳化硼。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硼制备方法
本专利技术属于陶瓷材料领域，特别涉及一种碳化硼制备方法。
技术介绍
碳化硼是自然界中的重要的超硬材料，硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，它还具有低密度、高弹性模量、耐磨、耐腐蚀、吸收中子和高温半导体特性，是一种综合性能优异的新型陶瓷材料，被用作密封材料、中子吸收材料、防弹材料、发动机喷嘴、硬质材料的抛光和精研磨料、防弹装甲材料、核辐射防护等，在核能、国防和机械等领域得到广泛应用。碳化硼陶瓷的结构中共价键极强，共价键分数在90％以上，自扩散系数非常低，内部气孔的消除、晶界和体积扩散都需要非常高的温度，纯碳化硼陶瓷的烧结极其困难，一般很难达到致密；目前，制备高性能碳化硼陶瓷实现产业化的方法有热压烧结法和无压烧结法；热压烧结是指在极高的温度下，对碳化硼在烧结过程中施加几十兆帕的压力来促进碳化硼烧结体的快速致密化，但热压烧结工艺烧结碳化硼密度在98％需要高于2000℃的高温，保温时间至少1小时，且热压烧结单炉产量有限，形状单一，尺寸较小等缺点，因此热压烧结碳化硼陶瓷的价格昂贵；无压烧结法烧结碳化硼多添加一种或几种助烧剂，利用助烧剂在高温下使其达到致密化；无压烧结产能高，适合于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硼制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对天然煤炭进行破碎、球磨、过筛，得到活性煤粉；（2）称取步骤（1）制得的活性煤粉、碳酸钠，溶于硼酸的饱和溶液中，在超声震荡机上震荡分散均匀；（3）将震荡后的混合粉料进行干燥；（4）将混合粉体装入模具，粉体与石墨模具内壁，上、下压头及粉体之间用碳纸隔开；（5）石墨磨具中的粉体预压成型；（6）氩气氛围中，采用放电等离子烧结工艺，在反应条件下，制得碳化硼陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硼制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对天然煤炭进行破碎、球磨、过筛，得到活性煤粉；（2）称取步骤（1）制得的活性煤粉、碳酸钠，溶于硼酸的饱和溶液中，在超声震荡机上震荡分散均匀；（3）将震荡后的混合粉料进行干燥；（4）将混合粉体装入模具，粉体与石墨模具内壁，上、下压头及粉体之间用碳纸隔开；（5）石墨磨具中的粉体预压成型；（6）氩气氛围中，采用放电等离子烧结工艺，在反应条件下，制得碳化硼陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种碳化硼制备方法，其特征在于，步骤（1）中球磨转速为150r/min，球磨时间为2~4h。3.根据权利要求1所述的一种碳化硼制备方法，其特征在于，步骤（1）中过筛采用100目筛。4.根据权利要求1所述的一种碳化硼制备方法，其特征在于，步骤（2）中活性煤粉重量为硼酸重量的20~40%，碳酸钠重量为硼酸重量的2~10wt%。5.根据权利要求1所述的一种碳化硼制备方法，其特征在于，步骤（3）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓君，孙振忠，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44