一种快速高致密化碳化硼板块制造方法技术

一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，解决高致密化碳化硼板块制造时间过长且能耗过高的问题，采用直接将焦炭及氧化硼粉末混合，在热压烧结炉内一边升温一边压制的方式来制造，由于仅对模具内的物料进行加压升温，因此具有烧结时间短的优势，而且得到的碳化硼板块具有均质性好，致密性高的优点。致密性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种快速高致密化碳化硼板块制造方法


[0001]本专利技术涉及碳化硼板的
，更具体地说，特别涉及一种快 速高致密化碳化硼板块制造方法。

技术介绍

[0002]碳化硼、金刚石、立方相氮化硼是世界上现知已知最坚硬的三种 材料，碳化硼莫氏硬度高达9.3，可以用于坦克车的装甲、避弹衣等多 种工业应用。
[0003]现有技术中，碳化硼的工艺存在缺点包括：高危工艺、高耗能、 烧结周期长，仍有杂质、仅适用于生产小尺寸产品，操作繁琐、低品 质。例如，在现有技术中，有采用加热炉来制备碳化硼的工艺，亦即 碳热还原法，通常用硼酸或硼酐为原料，碳为还原剂，在电弧炉中进 行高温还原反应。目前，该方法是工业生产碳化硼的主要方法，具有 反应简单易行，成本较低等优点，然而，该方法的缺点在于：需在较 高的温度下进行，耗能大；制得的碳化硼容易结块，需进行粉碎处理； 产品中夹杂未反应的碳，需经后续处理除去，存在工艺复杂的缺陷， 而且反应炉是整个炉腔加热的方式，需要预热的时间过长且能耗过高。
[0004]如何改进现有碳化硼的制造方法，从而克服现有技术存在的问题， 成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005](一)技术问题
[0006]综上所述，如何解决高致密化碳化硼板块制造时间过长且能耗过 高的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]本专利技术提供了一种快速高致密化碳化硼板块制造方法包括步骤：
[0009]去焦炭及氧化硼粉末，在真空设备内混合均匀，得到真空混合物；
[0010]将真空混合物填充至模具；
[0011]真空热压烧结炉对模具内的真空混合物进行加压烧结；
[0012]其中所述加压烧结总时间为T，真空热压烧结炉内维持压力P，所 述加压烧结的步骤包括：
[0013](1)在压力P的作用下，预压加压烧结总时间T的18～22％；
[0014](2)控制首段加温速率为V1，匀速加热至首段温度H1；
[0015](3)保持H1温度的时间为加压烧结总时间T的28～32％；
[0016](4)控制中段加温速率为V2，匀速加热至中段温度H2；
[0017](5)保持H2温度的时间为加压烧结总时间T的20～25％；
[0018](6)控制尾段加温速率为V3，匀速加热至尾段温度H3；
[0019](7)保持H3温度的时间为加压烧结总时间T的30～34％；
[0020]所述V1在110～130℃/min，所述H1在850～950℃之间，所述V2在 75～85℃/min，所
述H2在1250～1350℃之间，所述V3在80～100℃/min， 所述H3在1800～1900℃之间；
[0021]所述加压烧结的过程维持压力P，所述压力P在65～70MPa之间；
[0022]所述加压烧结总时间T为60
‑
120min之间。
[0023]优选地，所述V1为120℃/min、所述H1为900℃、所述V2为80℃/min、 所述H2为1300℃、所述V3为90℃/min及所述H3为1850℃。
[0024]优选地，在碳化硼板块的厚度相同的情况下，所述加压烧结总时 间T与碳化硼板块的面积大小正相关。
[0025]优选地，碳化硼板块为边长为10cm的正方形块时，所述加压烧结 总时间T为90min。
[0026](三)有益效果
[0027]本专利技术提供了一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，与现有技 术不同，采用直接将焦炭及氧化硼粉末混合，在热压烧结炉内一边升 温一边压制的方式来制造，由于仅对模具内的物料进行加压升温，因 此具有烧结时间短的优势，而且得到的碳化硼板块具有均质性好，致 密性高的优点。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实 施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个 以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头 部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于方位或位置关系，仅是为 了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]本专利技术提供了一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，包括步骤：
[0031]去焦炭及氧化硼粉末，在真空设备内混合均匀，得到真空混合物；
[0032]将真空混合物填充至模具；
[0033]真空热压烧结炉对模具内的真空混合物进行加压烧结；
[0034]其中所述加压烧结总时间为T，真空热压烧结炉内维持压力P，所 述加压烧结的步骤包括：
[0035](1)在压力P的作用下，预压加压烧结总时间T的18～22％；
[0036](2)控制首段加温速率为V1，匀速加热至首段温度H1；
[0037](3)保持H1温度的时间为加压烧结总时间T的28～32％；
[0038](4)控制中段加温速率为V2，匀速加热至中段温度H2；
[0039](5)保持H2温度的时间为加压烧结总时间T的20～25％；
[0040](6)控制尾段加温速率为V3，匀速加热至尾段温度H3；
[0041](7)保持H3温度的时间为加压烧结总时间T的30～34％；
[0042]所述V1在110～130℃/min，所述H1在850～950℃之间，所述V2在 75～85℃/min，所述H2在1250～1350℃之间，所述V3在80～100℃/min， 所述H3在1800～1900℃之间；
[0043]所述加压烧结的过程维持压力P，所述压力P在65～70MPa之间；
[0044]所述加压烧结总时间T为60
‑
120min之间。
[0045]优选地，所述V1为120℃/min、所述H1为900℃、所述V2为80℃/min、 所述H2为1300℃、所述V3为90℃/min及所述H3为1850℃。
[0046]优选地，在碳化硼板块的厚度相同的情况下，所述加压烧结总时 间T与碳化硼板块的面积大小正相关。
[0047]优选地，碳化硼板块为边长为10cm的正方形块时，所述加压烧结 总时间T为90min。
[0048]在加热烧结过程中，步骤(1)在压力P的作用下，预压加压烧结 总时间T的18～22％中，利用了强压下粉末之间发生放电自发热，使 得粉末在接下来的步骤中实现快速的软化融化；步骤(2)控制首段加 温速率为V1，匀速加热至首段温度H1中，进一步实现软化；步骤(3) 保持H1温度的时间为加压烧结总时间T的28～32％，再利用放点自发 热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，其特征在于，包括步骤：去焦炭及氧化硼粉末，在真空设备内混合均匀，得到真空混合物；将真空混合物填充至模具；真空热压烧结炉对模具内的真空混合物进行加压烧结；其中所述加压烧结总时间为T，真空热压烧结炉内维持压力P，所述加压烧结的步骤包括：(1)在压力P的作用下，预压加压烧结总时间T的18～22％；(2)控制首段加温速率为V1，匀速加热至首段温度H1；(3)保持H1温度的时间为加压烧结总时间T的28～32％；(4)控制中段加温速率为V2，匀速加热至中段温度H2；(5)保持H2温度的时间为加压烧结总时间T的20～25％；(6)控制尾段加温速率为V3，匀速加热至尾段温度H3；(7)保持H3温度的时间为加压烧结总时间T的30～34％；所述V1在110～130℃/min，所述H1在850～950℃之间，所述V2在75～85℃/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，吴宣成，
申请(专利权)人：广东金鑫得新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：