一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，具体包括：步骤1，ZrC前躯体粉体处理：称取适量的ZrC前躯体粉体，用网筛过筛得到细粉；步骤2，配制PVA粘结剂：称取适量PVA于烧杯中并加入适量去离子水，水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀且无气泡；步骤3，将适量PVA粘结剂按比例滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集；步骤4，称取适量混合后的ZrC前躯体粉末置于模具，然后使用手动压力机压块，脱压取块后即可得到ZrC前躯体块体；步骤5，将制备的前躯体块体在氩气保护下高温烧结，得到ZrC陶瓷。本发明专利技术生产工艺过程简单、成本较低、符合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法
本专利技术属于ZrC陶瓷制备工艺领域，具体涉及一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法。
技术介绍
ZrC因其具有高熔点、高硬度、高热导率、高电导率、高比强度、高比模量以及良好的化学稳定性等性质，广泛应用于超高温隔热涂层、高温耐火材料等。目前关于ZrC纳米粉末的合成方法有很多报道，比如电弧炉碳热还原法、自蔓延高温合成法、溶胶-凝胶法、激光气相反应法、高能球磨法等。然而在实际应用中粉体的形态受到一定的限制，对于ZrC陶瓷器件、靶材的使用越来越多，因此研究将粉体制备成ZrC陶瓷器件对于其应用具有重要意义。目前，制备ZrC陶瓷材料的方法主要有：热压烧结法、化学气相渗透法、前驱体浸渍裂解法等。其中热压烧结法需要较高的烧结温度，通常在1000℃以上；化学气相渗透法需要沉积周期较长，成本高；前驱体浸渍裂解法过程中在焙烧分解工序常产生废气污染。因此，研究一种简单省时、生产过程无污染、成本低的ZrC陶瓷制备工艺十分重要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种利用前躯体压制备ZrC陶瓷的方法，该方法具有制备简单、成本低廉、具有环境友好的特点。ZrOCl2、葡萄糖和柠檬酸通过旋转蒸发制备出ZrC有机前驱体,该制备方法已申请专利，专利名称：一种利用旋转蒸发制备ZrC有机前驱体的方法，专利申请号：202010108962.4。本专利技术所采用的技术方案是，一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，ZrOCl2、葡萄糖和柠檬酸通过旋转蒸发制备出ZrC有机前驱体，具体按照以下步骤实施：步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取适量的ZrC前躯体粉体，用网筛过筛得到ZrC前躯体粉末；步骤2、配制PVA粘结剂：称取适量聚乙烯醇PVA于烧杯中并加入适量去离子水，水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀且无气泡；步骤3、将适量PVA粘结剂按比例滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集；步骤4、称取适量混合后的ZrC前躯体粉末置于模具，然后使用手动压力机压块，脱压取块后即可得到ZrC前躯体块体；步骤5、将制备的ZrC前躯体块体在氩气保护下高温烧结，得到ZrC陶瓷。进一步地，所述步骤1中所用网筛是500-800目。进一步地，PVA和去离子水的质量比是1-2:8-10，水浴加热的温度是60-70℃。进一步地，所述步骤3中，PVA和ZrC前躯体粉末的比例是每1.5-2.0gZrC前躯体粉末加入0.5-1.0mLPVA粘结剂。进一步地，手动压力机压力条件是10-15MPa，保压时间是1-1.5min。进一步地，所述步骤5中，烧结温度是1400℃，烧结时间是8h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过简单的成型结块方法，成功地制备了ZrC陶瓷。这种结块方法所具有生产工艺过程简单、成本较低的特点，符合大规模工业化生产的要求，是用于ZrC材料粉末结块的优异选择。附图说明图1是本专利技术一种采用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法流程图；图2是本专利技术一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法中的X射线衍射图；图3(a)是本专利技术一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法中的压成的ZrC前躯体块体和高温烧结后得到的ZrC陶瓷宏观图像；图3(b)是高温烧结得到的ZrC陶瓷的扫描电镜图；图4是本专利技术一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法中的高温烧结后得到的ZrC陶瓷的抗压强度图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，如图1流程图所示，具体按照以下步骤实施：步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取适量的ZrC前躯体粉体，用500-800目网筛过筛得到ZrC前躯体粉末；步骤2、配制PVA粘结剂：称取适量聚乙烯醇(PVA)于烧杯中按照PVA和去离子水的质量比是1-2:8-10，加入适量去离子水，60-70℃下水浴加热搅拌，直到溶液透明均匀且无气泡。步骤3、将适量PVA粘结剂按PVA和ZrC前躯体粉末的比例是每1.5-2.0gZrC前躯体粉末加入0.5-1.0mLPVA滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集。步骤4、称取适量混合后的ZrC前躯体粉末置于模具，然后使用手动压力机压块，脱压取块后即可得到ZrC前躯体块体。手动压力机压力条件是10-15MPa，保压时间是1-1.5min。步骤5、将制备的前躯体块体在氩气保护下高温烧结，烧结温度是1400℃，烧结时间是8h，得到ZrC陶瓷。实施例1步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取10g的ZrC前躯体粉体，用研钵研磨成细粉，研钵研磨后细粉可以通过500目网筛；步骤2、配制PVA粘结剂：按照PVA和去离子水的质量比是1:10的比例，称取1gPVA于烧杯中并加入10mL去离子水，60℃水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀无气泡；步骤3、按照每2gZrC前躯体粉末加入1mLPVA粘结剂的比例，将5mLPVA滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集。步骤4、称取适量混合后的ZrC前躯体粉体置于模具，然后使用手动压力机压块，手动压力机压力条件是10MPa，保压时间是1min，脱压取块后即可得到ZrC前躯体块体。步骤5、将制备的前躯体块体在氩气保护下高温烧结，烧结温度是1400℃，烧结时间是8h，得到ZrC陶瓷。实施例2步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取20g的ZrC前躯体粉体，用研钵研磨成细粉，研钵研磨后细粉可以通过600目网筛；步骤2、配制PVA粘结剂：按照PVA和去离子水的质量比是1.5:8.5的比例，称取1.5gPVA于烧杯中并加入8.5mL去离子水，65℃水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀无气泡；步骤3、按照每2gZrC前躯体粉末加入0.5mLPVA粘结剂的比例，将5mLPVA滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集。步骤4、称取适量混合后的ZrC前躯体粉末置于模具，然后使用手动压力机压块，手动压力机压力条件是12MPa，保压时间是1.5min，脱压取块后即可得到ZrC前驱体块体。步骤5、将制备的前躯体块体在氩气保护下高温烧结，烧结温度是1400℃，烧结时间是8h，得到ZrC陶瓷。实施例3步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取30g的ZrC前躯体粉体，用研钵研磨成细粉，研钵研磨后细粉可以通过800目网筛；步骤2、配制PVA粘结剂：按照PVA和去离子水的质量比是1:9的比例，称取3gPVA于烧杯中并加入27mL去离子水，70℃水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀无气泡；步骤3、按照每1.5gZrC前躯体粉末加入1mLPV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，ZrOCl

【技术特征摘要】
1.一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，ZrOCl2、葡萄糖和柠檬酸通过旋转蒸发制备出ZrC有机前驱体，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、ZrC前躯体粉体处理：称取适量的ZrC前躯体粉体，用网筛过筛得到ZrC前躯体粉末；
步骤2、配制PVA粘结剂：称取适量聚乙烯醇PVA于烧杯中并加入适量去离子水，水浴加热下搅拌，直到溶液透明均匀且无气泡；
步骤3、将适量PVA粘结剂按比例滴入ZrC前躯体粉末中，然后用玻璃棒进行搅拌，直到ZrC前躯体粉末不出现颗粒状聚集；
步骤4、称取适量混合后的ZrC前躯体粉末置于模具，然后使用手动压力机压块，脱压取块后即可得到ZrC前躯体块体；
步骤5、将制备的ZrC前躯体块体在氩气保护下高温烧结，得到ZrC陶瓷。


2.根据权利要求1所述的一种利用前躯体压制成型制备ZrC陶瓷的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦华，宋森，赵康，汤玉斐，张鑫媛，孟庆男，李福平，于晓婧，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61