[发明专利]一种MoAlB陶瓷粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种MoAlB陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：(1)MoB粉和Al粉按摩尔配比为1：(1.6～30)比例，混合均匀；(2)将步骤(1)得到的混合粉体在900～1500℃温度、氩气保护条件下反应1～4小时，冷却后得反应产物；(3)将步骤(2)得到的反应产物用盐酸去除过量铝，清洗干燥后得到需要的目标陶瓷粉体；本发明制备工艺简单、成本低、易于工业化推广，MoAlB陶瓷粉体纯度高。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷粉体的制备方法，具体涉及一种MoAlB陶瓷粉体的制备方法。

背景技术

MoAlB陶瓷是纳米层状结构的三元过渡金属硼化物，该硼化物是由过渡金属硼化物Mo-B点阵中夹杂着单层或双层Al交错形成的；由于MoAlB陶瓷具有这种特殊的三元层状结构，使得它具有很好的导电、导热性能，以及具有很好的自润滑性、耐磨损和易加工等性能；在室温下它的电导率较高(2.91×10⁶Ω^-1m^-1)，它还具有较好的热导率(29.21Wm^-1K^-1)，较低的热膨胀系数(9.5×10^-6K^-1)；同时MoAlB陶瓷作为陶瓷的一种，具有陶瓷的各种优异性能，高温稳定性好，强度硬度高；实验结果显示，该MoAlB陶瓷在惰性气氛中当温度高达1400℃时是稳定的；相比于其他过渡金属硼化物，MoAlB的维氏硬度比较低，为9.30±0.44GPa，并且在室温下测得它的弯曲强度为456.40±19.12MPa；因此，MoAlB陶瓷有着非常大的应用前景，在高温结构材料、陶瓷增强相、耐磨陶瓷涂层等方面都将广泛应用。

将MoB粉和Al粉按照摩尔比为1:(1～1.3)经过球磨混合后，直接通过真空热压烧结反应制备MoAlB陶瓷是目前最主要的合成方法，但是由于Al的熔点较低，烧结温度最高只能在1200℃；Sankalp Kota等人采用真空热压烧结法，烧结工艺为1200℃+39MPa+5.8h，由于烧结温度较低，制备得到的MoAlB陶瓷致密度仅为94％，难以满足工程应用，且保温保压时间过长，MoAlB晶粒粗大导致性能较差；经X射线衍射图谱分析，发现这种方法制备的MoAlB陶瓷中含有6vol.％左右的Al₃Mo杂质相，纯度太低。

发明内容

本发明公开了一种粉体纯度高、制备工艺简单、成本低的MoAlB陶瓷粉体的制备方法。

本发明的有益效果是：一种MoAlB陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

(1)MoB粉和Al粉按摩尔配比为1：(1.6～30)比例，混合均匀；

(2)将步骤(1)得到的混合粉体在900～1500℃温度、氩气保护条件下反应1～4小时，冷却后得反应产物；

(3)将步骤(2)得到的反应产物用盐酸去除铝粉，清洗后得到需要的目标陶瓷粉体。

进一步的，所述步骤(2)得到反应产物后还需进行研磨。

进一步的，所述步骤(3)中去除铝粉过程如下：

将反应产物置于足量质量浓度为1～10％的盐酸中，在10～60℃条件下腐蚀0.5～24小时。

进一步的，还包括以下步骤：

将步骤(3)得到的陶瓷粉体在30～80℃条件下干燥10～20小时，得到纯净干燥的MoAlB陶瓷粉体。

进一步的，所述干燥在真空条件下进行。

进一步的，所述清洗过程中用超声波进行振荡。

进一步的，所述步骤(1)反应中升温速率为1～10℃/min。

进一步的，所述步骤(1)中降温过程中降温速率为1～10℃/min。

本发明的有益效果是：