【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种tib2基复合陶瓷的快速制备方法，属于复合材料领域。
技术介绍
1、随着先进材料技术的不断发展，并逐渐用于武器装备的升级换代中，装甲结构的抗侵彻能力也获得了较大的提升。陶瓷材料的应用有效地提高了装甲的综合应用性能，它们的力学行为对装甲防护在实际工程中的应用起着至关重要的作用。
2、tib2陶瓷因为其高硬度、低密度、高耐磨性以及高温稳定性，在装甲防护领域有极强的应用价值。随着烧结技术和科学理论的日新月异，tib2陶瓷难烧结的特性逐渐得到改善，最近研究表明在陶瓷材料中添加金属如fe、co、ni等，不仅可以降低烧结温度提高致密度，还可利用其塑性变形阻止裂纹扩展提高高温韧性。金属相与tib2基体相反应生成新相可以钉扎晶界，细化晶粒，提高强度，但这部分新相也会降低材料的整体硬度。
3、在此基础上考虑通过加入同时添加b4c和ti，避免直接添加金属相的弊端，同时又可利用b4c和ti间的原位反应降低烧结温度，并且新生成的细小tib2颗粒和tic，可被用于改善tib2基复合陶瓷材料的强韧性。此外，从利于烧成和固相反应进行的角度考虑，造粒工艺可以解决烧结工艺中粉体不均匀，流动性差，优先反应等具体问题。
4、但是，由于制备工艺复杂，截止目前为止，还没有详细的报导。
技术实现思路
1、鉴于此本专利技术的目的是提供一种tib2基复合陶瓷的快速制备方法，所述方法采用放电等离子烧结系统，通过b4c和ti粉优先造粒，再与tib2粉体混合，实现tib2基复合陶瓷
2、本专利技术的目的由以下技术方案实现：
3、一种tib2基复合陶瓷的快速制备方法，所述方法步骤如下：
4、(1)将ti粉和b4c粉加入球磨罐中，加入pva的去离子水溶液作为球磨介质，球磨使混合均匀，造粒，得到ti-b4c造粒粉。然后将造粒粉与tib2粉加入球磨罐中，不添加球磨介质使粉体混合均匀；
5、其中，所述ti粉和b4c粉的质量比为3:1；浆料固含量为50％，其中pva占总粉体质量的0.5％。
6、所述ti粉的粒径优选≤10μm；b4c粉的粒径优选≤3μm；pva优选醇解度88-89mol％。
7、所述球磨采用sm-qb行星式球磨机；
8、球磨参数优选为：球磨介质为pva去离子水溶液；球料比为2～5:1；球磨机转速为250r/min，球磨时间为2～4h；
9、其中，磨球优选由质量比为1:1:2的大、中、小zro2球组成；所述大zro2球的直径为15mm，中zro2球的直径为10mm，小zro2球的直径为5mm；
10、所述造粒采用无锡东升喷雾干燥机；
11、所述造粒参数优选为：抽料速度为40rpm，出料口温度为200℃；
12、(2)将(ti+b4c)造粒粉和tib2粉加入sm-qb行星式球磨机的球磨罐中，不加入球磨介质混合均匀，得到混合粉体。
13、其中，所述(ti-b4c)造粒粉与tib2粉质量比为0.14～4:1；tib2粉的粒径优选≤5μm。
14、球磨参数优选为：球磨机转速为150r/min，球磨时间为10min；
15、(3)采用放电等离子烧结系统对所述混合粉体进行烧结处理，得到本专利技术所述tib2基复合陶瓷；
16、其中，烧结过程为：
17、在真空度<10pa，初始压力为0.2～1mpa，先以100～150℃/min的升温速率进行升温，温度升至800～900℃时，调节升温速率为10～30℃/min；当温度升至950～1050℃时，且真空度<10pa时，调节升温速率为50-80℃/min；当温度升至1200～1250℃之后，增加压力；待温度升至1450～1650℃，压力至40～70mpa，保温保压3～8min；然后保持压力不变，随炉冷却至900℃以下，卸除压力，随炉冷却至100℃以下。
18、有益效果：
19、(1)本专利技术所述方法选用(ti+b4c)造粒粉和tib2粉的混合粉末为原料，采用放电等离子烧结系统进行烧结，混合粉末的颗粒表面在烧结过程中会被电场清洁和活化，使其能在较低的烧结温度下充分反应，烧结得到的tib2复合陶瓷致密化温度低，致密度高，硬度高，韧性好，具有优良的综合性能；所述tib2基复合陶瓷致密度达98％，维氏硬度值达25gpa，弯曲强度值达596mpa，断裂韧性值达5.9mpa·m1/2。具有极大应用前景。
20、(2)本专利技术提供的快速制备方法工艺简单易行，周期短，实用性强，利于工业化。
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1.一种TiB2基复合陶瓷及快速制备方法，其特征在于以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：Ti粉的粒径优选≤10μm；B4C粉的粒径优选≤3μm；PVA优选醇解度88-89mol％。
3.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：Ti粉和B4C粉的质量比为3:1；浆料固含量为50％，其中PVA占总粉体质量的0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：造粒粉混合时球磨介质为PVA去离子水溶液；球料比为2～5:1；球磨机转速为250r/min，球磨时间为2～4h。
5.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：磨球优选由质量比为1:1:2的大、中、小ZrO2球组成；所述大ZrO2球的直径为15mm，中ZrO2球的直径为10mm，小ZrO2球的直径为5mm。
6.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：所述造粒参数优选为：抽料速度为40rpm，出料口温度为200℃。
7.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶
8.根据权利要求1～7中任一项所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：放电等离子烧结系统的温度升至T1的具体方法为炉腔内初始真空度<10Pa，初始压力为0.2～1MPa，先以100～150℃/min的升温速率进行升温，温度升至T3时，调节升温速率为10～30℃/min；当温度升至T4时，且真空度<10Pa时，调节升温速率为50～80℃/min；继续升温至T1；T3＝800～900℃，T4＝950～1050℃。
...【技术特征摘要】
1.一种tib2基复合陶瓷及快速制备方法，其特征在于以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：ti粉的粒径优选≤10μm；b4c粉的粒径优选≤3μm；pva优选醇解度88-89mol％。
3.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：ti粉和b4c粉的质量比为3:1；浆料固含量为50％，其中pva占总粉体质量的0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：造粒粉混合时球磨介质为pva去离子水溶液；球料比为2～5:1；球磨机转速为250r/min，球磨时间为2～4h。
5.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：磨球优选由质量比为1:1:2的大、中、小zro2球组成；所述大zro2球的直径为15mm，中zro2球的直径为10mm，小zro2球的直径为5mm。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：程兴旺，张朝晖，刘罗锦，熊志平，张洪梅，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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