[发明专利]一种碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料，其特征在于按重量百分比计，它由碳化硼50%-90%，硼化钛27%-5.4%，碳化硅23%-4.6%组成。

2.根据权利要求1所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料，其特征在于它由原料碳化硼、碳化钛和硅的三元混合粉体经过反应热压技术烧结而成；所述原料混合粉体按重量百分比计，包括碳化硼粉体60.6%-92%，碳化钛4%-23.1%，硅粉3%-16.3%。

3.根据权利要求2所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料，其特征在于原料混合粉体中碳化硼粉体粒度在0.5-5μm，纯度大于94%；碳化钛粒度在0.5-5μm，纯度大于96%；硅粉粒度在0.3-100μm，纯度大于98%。

4.权利要求1所述的一种碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）按重量百分比称量原料碳化硼粉体60.6%-92%，碳化钛4%-23.1%和硅粉3%-16.3%，备用，其中原料的质量百分比遵循反应方程B₄C +2TiC+3Si—B₄C+2TiB₂+3SiC，上下浮动范围为2%；

（2）将称量好的粉体放入行星球磨机的球磨罐中，加入乙醇溶液作为分散介质进行混料，然后过筛除去磨球后得到混合粉体的乙醇溶液；

（3）除去乙醇溶剂，得到潮湿的混合粉体；

（4）将潮湿粉体置于60-100℃的真空干燥箱内干燥24-48h，研磨，过100-325目筛造粒，得到混合粉体；

（5）将上一步得到的混合粉体放入石墨模具，粉体与模具、压头之间用石墨纸隔开，置入热压烧结炉中真空或氩气气氛烧结，施加20-60MPa压力，烧结温度为1800-2100℃，在烧结温度保温30-120min，自然冷却，即可得到碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料。

5.根据权利要求4所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）乙醇的体积小于球磨罐容积的三分之二，大于球磨罐容积的三分之一。

6.根据权利要求4所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中行星球磨机的转速为50-200 rpm，所采用球磨罐和磨球的材料为碳化硅或玛瑙。

7.根据权利要求4所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于所述步骤（3）除去乙醇溶剂的方法为旋转蒸发或抽滤。

8.根据权利要求4所述的碳化硼-硼化钛-碳化硅高硬陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于所述步骤（5）中热压烧结的升温制度为：20℃/min升温到1500℃，充入氩气（真空烧结不充氩气），保温30-60min，然后以10℃/min的速率升温到烧结温度。