[发明专利]一种高致密度ZrB2

权利要求书

1.一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）碳热还原法制备ZrB₂粉体；

（2）自蔓延法制备ZrB₂粉体；

（3）将自蔓延法制备的ZrB₂粉体作为添加剂与碳热还原法制备的ZrB₂粉体均匀混合作为原料粉体；所述自蔓延法制备的ZrB₂粉体的添加比例为10~50wt%；

（4）将混合后原料粉体装入高强石墨模具中真空热压烧结。

2.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述碳热还原法制备ZrB₂粉体，利用纯度均大于99.9%的ZrO₂、H₃BO₃、C为反应原料，且ZrO₂：H₃BO₃：C的质量比为100：（100~180）：（40~70）；将原料脱水、球磨后，于真空碳管炉中碳热还原反应得到ZrB₂粉体，其中，反应温度为1500~2000℃，反应时间为1~6h。

3.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述自蔓延法制备ZrB₂粉体，利用纯度大于99.5%、粒度为-300目的Zr和纯度大于99.9%、粒度为-200目的B为反应原料，且Zr：B的质量比为（80~100）：（10~30）；再以球料比2：1混料4h，混合后原料压实于自蔓延合成装置中自蔓延反应得到ZrB₂粉体，其中，反应起始真空度小于10^-1Pa。

4.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述高强石墨模具的抗压强度大于80MPa，抗折强度大于30MPa。

5.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热压真空度小于10^-1Pa。

6.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热压烧结的温度为1800~2100℃，加热方式为中频感应加热。

7.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热压烧结的压力为30~100MPa，通过双向加压实现。

8.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热压保温保压时间3~6h。

9.根据权利要求1所述的一种高致密度ZrB₂陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述热压保温结束后，压力保持到炉体温度下降到1300~1600℃时卸压。