一种利用两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法技术

本发明专利技术提供一种利用两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法，主要解决碳化硼陶瓷的生产成本高，且难以保持高强度与高韧性的问题。包括混料、干燥、成型、烧结四个关键步骤。两步法烧结为热压烧结过程：第一段工艺为1000～1300℃、30～60MPa条件下保温保压0.5～1.5h；第二段在工艺为升温至1600～1800℃，压力不变，保温保压0.5～1.5h。随炉冷却后即制得原位生长板条状晶增韧的碳化硼基复相陶瓷材料。本发明专利技术工艺简便，原位合成的板条状增韧相均匀分散且与基体界面结合良好，显微结构均匀，致密度高，具有优异的力学性能，在保持优异硬度抗弯强度的同时可起到显著的增韧效果，非常适合于工业化大批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法
本专利技术属于超硬材料制备领域，具体涉及利用碳化硼及复合烧结助剂通过两步法烧结制备高强韧性的碳化硼基复相陶瓷，其增韧相为原位生长的板条状或棒状硼化锆。
技术介绍
碳化硼素有“黑色钻石”之称，其硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，高温硬度(>30GPa)甚至优于金刚石和立方氮化硼。从二十世纪五十年代起，在军事和民用需求推动下，人们对碳化硼的工程应用技术进行了诸多研究。同时碳化硼又具备较低的密度，仅有2.52g/cm3。而且碳化硼材料，价格低，原料来源丰富，废料易于处理。所以它可以成为在实际大规模生产中可以应用的超硬材料之一。正是由于这种高硬度低密度的特点，碳化硼材料常被应用于轻质装甲，防弹背心夹层，航空航天结构材料等领域；以其超高硬度和优良的耐磨性能己被用作喷砂嘴、金刚石的喷嘴、水利喷射切割器的喷嘴以及工业磨料等耐磨材料。碳化硼作为反应原料在高温下与金属反应生成金属硼化物，具有很高的显微硬度和耐磨性能，被用于金属及合金的表面强化。由于碳化硼烧结温度较高，实现困难，探寻合适的烧结工艺制备碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法，其特征在于采用两步法固相烧结工艺制备获得板条状硼化锆增强的复相陶瓷制品，包含以下关键步骤流程：/n(1)混料：将碳化硼粉、氧化硼、氧化硅和碳化硅原料粉末进行湿混球磨，获得前驱体浆料；/n(2)干燥：将前驱体浆料放入旋转蒸发仪进行干燥并过筛，获得前驱体粉料；/n(3)成型：在所得陶瓷前驱体粉料中加入碳源并进行干混球磨，所得混合物放入模具中通过机械压力机预压成型；/n(4)烧结：在真空条件中采用两步法进行热压烧结，第一段工艺为1000～1300℃，加热过程中加压，保温保压一段时间；第二段工艺为继续加热至1600～1800℃，保温保压一段时间后，...

【技术特征摘要】
1.一种利用两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法，其特征在于采用两步法固相烧结工艺制备获得板条状硼化锆增强的复相陶瓷制品，包含以下关键步骤流程：
(1)混料：将碳化硼粉、氧化硼、氧化硅和碳化硅原料粉末进行湿混球磨，获得前驱体浆料；
(2)干燥：将前驱体浆料放入旋转蒸发仪进行干燥并过筛，获得前驱体粉料；
(3)成型：在所得陶瓷前驱体粉料中加入碳源并进行干混球磨，所得混合物放入模具中通过机械压力机预压成型；
(4)烧结：在真空条件中采用两步法进行热压烧结，第一段工艺为1000～1300℃，加热过程中加压，保温保压一段时间；第二段工艺为继续加热至1600～1800℃，保温保压一段时间后，随炉冷却至室温，获得综合性能优异的碳化硼基复相陶瓷。


2.根据权利要求1所述的两步法烧结原位增韧碳化硼基复相陶瓷的方法，其特征在于：步骤(1)中前驱体粉料的初始原料粉末按照碳化硼粉比混合烧结助剂粉按体积比为(7～9):1混合，其中混合烧结助剂包含氧化硼、碳化硅和氧化锆三种粉体，比例为摩尔比(3～9):(4～6):4，将混合物以无水乙醇为介质使用球磨机混合12～36h，另外，选用的球磨机为行星式球磨机，球磨罐为硬质合金罐，研磨球为碳化钨球，球料比为(10～20):1。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冠杞，陈诗杏，延翔宇，傅宇东，王玉金，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23