【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种zro2改性tib2基复合陶瓷及快速制备方法，属于复合材料领域。
技术介绍
1、随着先进陶瓷材料的不断发展，对于具有优异的物理和机械性能的过渡金属二硼化物，以及钛、锆、铪、铌和钽的碳化物等，提出了更高的要求。但是，由于扩散系数低，这类陶瓷通常很难在<2000℃或<40mpa的较温和条件下实现致密化烧结。特别是tib2陶瓷，难烧结的特性限制了它在装甲防护领域的应用，高硬度、低密度、高耐磨性以及高温稳定性难以得到充分发挥。
2、在实践中，tib2和zrc之间存在固溶过程，它们之间的原位反应和固溶耦合效应(rssce)能有效地降低烧结温度，抑制晶粒生长，并引入额外的固溶相，从而显著提高机械性能。但却因为硼化物中的碳化物含量很少而被忽略。
3、为突出这一作用效果，考虑以zro2，tic，ti和tib2混合粉末作为反应物，一方面制备出具有高强度和硬度的致密tib2基复合材料，另一方面为实现高性能tib2基复合材料的工业化制备提供工艺支持。截止目前为止，zro2改性tib2基复合陶瓷及快速制备方法还没有详细的报导。
技术实现思路
1、鉴于此本专利技术的目的是提供一种zro2改性tib2基复合陶瓷及快速制备方法，所述方法采用放电等离子烧结系统，以zro2，tic，ti和tib2混合粉体为原料，实现一种zro2改性tib2基复合陶瓷的快速可控低成本制备。最终的烧结产物保持了tib2陶瓷的优点，而且反应生成的zrc，(ti,zr)b2-(zr,t
2、本专利技术的目的由以下技术方案实现：
3、一种zro2改性tib2基复合陶瓷及快速制备方法，所述方法步骤如下：
4、(1)将zro2，tic，ti和tib2粉加入球磨罐中，加入无水乙醇作为球磨介质，球磨使混合均匀，造粒，得到混合粉体；
5、其中，所述zro2，tic，ti和tib2粉的质量比为(0.1-0.3)：(0.05-0.67)：(0.06-0.13):1；
6、所述zro2粉的粒径优选≤5μm；tic粉的粒径优选≤10μm；ti粉的粒径优选≤20μm；tib2粉的粒径优选≤10μm；
7、所述球磨采用sm-qb行星式球磨机；
8、球磨参数优选为：球磨介质为无水乙醇；球料比为3:1；球磨机转速为200r～250r/min，球磨时间为4～10h；
9、其中，磨球优选由质量比为1:1:4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、(2)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；
11、其中，烧结过程为：
12、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t1时，调节升温速率为30～50℃/min，并增加压力；当温度升至t2，压力升至30～40mpa时，保温保压3～5min；之后调节升温速率为50-80℃/min，待温度升至t3，保温保压5～10min；然后随炉冷却至900℃以下，卸除压力，随炉冷却至100℃以下。其中，t1＝900～1100℃，t2＝1350～1400℃，t3＝1500～1700℃。
13、有益效果：
14、(1)本专利技术所述方法选用zro2，tic，ti和tib2混合粉末为原料，采用放电等离子烧结系统进行烧结，利用烧结过程中的原位反应和固溶耦合效应，使得烧结得到的tib2复合陶瓷具有致密化温度低，致密度高，硬度高，韧性好等优良的综合性能；所述tib2基复合陶瓷致密度达99％以上，维氏硬度值达28gpa，弯曲强度值达692mpa，断裂韧性值达6.1mpa·m1/2，具有极大应用前景。
15、(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ZrO2改性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：ZrO2粉的粒径优选≤5μm；TiC粉的粒径优选≤10μm；Ti粉的粒径优选≤20μm；TiB2粉的粒径优选≤10μm。
3.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：ZrO2，TiC，Ti和TiB2粉的质量比为(0.1-0.3)：(0.05-0.67)：(0.06-0.13):1。
4.根据权利要求1所述的一种TiB2基复合陶瓷，其特征在于：球磨介质为无水乙醇；球料比为3:1；球磨机转速为200r～250r/min，球磨时间为4～10h。
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1:1:4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1～5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T2的具体方法为炉腔内初始真
...【技术特征摘要】
1.一种zro2改性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：zro2粉的粒径优选≤5μm；tic粉的粒径优选≤10μm；ti粉的粒径优选≤20μm；tib2粉的粒径优选≤10μm。
3.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：zro2，tic，ti和tib2粉的质量比为(0.1-0.3)：(0.05-0.67)：(0.06-0.13):1。
4.根据权利要求1所述的一种tib2基复合陶瓷，其特征在于：球磨介质为无水乙醇；球料比为3:1；球磨机转速为200r～250r/min，球磨时间为4～10...
【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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