[发明专利]一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法

权利要求书

1.一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：

一、配制浆料：以去离子水为分散介质，先加入粘结剂、助压剂和分散剂，再加入碳化硼粉体，得到初始浆料，所述碳化硼粉体与粘结剂的质量比为100:(1～2)；所述碳化硼粉体与分散剂的质量比为100:(1～2)；所述碳化硼粉体与助压剂的质量比为100:(0.01～0.19)；所述初始浆料的固含量为30wt％～60wt％；

二、砂磨：使用砂磨机将初始浆料研磨5h～10h，得到混匀后浆料；所述混匀后浆料中碳化硼的粒径为10nm～100nm；

三、造粒粉体：使用喷雾干燥造粒机将混匀后浆料喷雾造粒，得到碳化硼粉末微粒；所述碳化硼粉末微粒呈球状，且粒径为10μm～30μm；

四、制坯：将碳化硼粉末微粒放入陶瓷模具中，先干压成型，再等静压成型，脱模后在温度为500℃～600℃真空气氛下保温30min～60min，降温至室温，得到碳化硼陶瓷预制坯体；

五、烧结：将碳化硼陶瓷预制坯体在温度为2000℃～2200℃真空气氛下烧结30min～60min，降温至室温，得到碳化硼陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤一中所述碳化硼粉体的粒径为1μm～2μm，且碳化硼粉体的纯度＞99％。

3.根据权利要求1所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤一中所述的粘结剂为聚乙烯醇类粘结剂，粘结剂的灼烧残余＜0.5％；所述助压剂为聚氧乙烯助压剂，助压剂的灼烧残余＜0.1％；所述分散剂为聚乙烯醇酯类分散剂，分散剂的灼烧残余＜0.1％。

4.根据权利要求1所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤一中以去离子水为分散介质，先加入粘结剂、助压剂和分散剂，至粘结剂、助压剂和分散剂完全溶于分散介质中，再加入碳化硼粉体，得到初始浆料。

5.根据权利要求4所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤一中以去离子水为分散介质，先加入粘结剂、助压剂和分散剂，至粘结剂、助压剂和分散剂完全溶于分散介质中，得到混合溶液，将混合溶液加入砂磨机中，再加入碳化硼粉体，以转速为1000rpm的速度砂磨10min，得到初始浆料。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤二中向初始浆料中加入碳化硼磨介，使用砂磨机以转速为1000rpm～3000rpm砂磨5h～10h，得到混匀后浆料；所述碳化硼磨介的粒径为0.2mm～0.5mm，且碳化硼磨介与初始浆料中碳化硼的质量比为(5～8):1；所述混匀后浆料的粘度为1cP～500cP。

7.根据权利要求6所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤三中所述喷雾干燥造粒机的浆料泵输送浆料的压力为0.01MPa～0.2MPa，所述喷雾干燥造粒机的造粒机离心转盘的转速为1000rpm～30000rpm，所述喷雾干燥造粒机的进口温度为100℃～300℃，出口温度为100℃～120℃。

8.根据权利要求1或7所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤四中将碳化硼粉末微粒放入陶瓷模具中，先在压力为50MPa～150MPa下干压成型，再在压力为200MPa～500MPa下等静压成型。

9.根据权利要求8所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤四中脱模后得到成型坯体，将成型坯体放入低温烧结炉中，抽真空至5Pa～50Pa，在真空度为5Pa～50Pa下以升温速率为10℃/min～20℃/min将低温烧结炉炉内温度从室温升温至500℃～600℃，然后在温度为500℃～600℃和真空度为5Pa～50Pa下保温30min～60min，再以降温速率为15℃/min～25℃/min降至室温，得到碳化硼陶瓷预制坯体。

10.根据权利要求1或9所述的一种干法常压烧结制备碳化硼陶瓷的方法，其特征在于步骤五中将碳化硼陶瓷预制坯体放入高温烧结炉内，抽真空至5Pa～50Pa，在真空度为5Pa～50Pa下以升温速率为5℃/min～25℃/min将高温烧结炉炉内温度从室温升温至2000℃～2200℃，在温度为2000℃～2200℃和真空度为5Pa～50Pa下对碳化硼陶瓷预制坯体烧结30min～60min，再以降温速率为5℃/min～25℃/min降至室温，得到碳化硼陶瓷。