[发明专利]以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法在审

专利信息
申请号: 201910256015.7 申请日: 2019-04-01
公开(公告)号: CN109942300A 公开(公告)日: 2019-06-28
发明(设计)人: 邢鹏飞;刘坤;高帅波;都兴红;庄艳歆;冯忠宝;闫姝;徐欣悦 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: C04B35/563 分类号: C04B35/563;C04B35/622;C04B35/645
代理公司: 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 代理人: 梁焱
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 除杂 碳化硼 碳化硅复合 砂浆 切割 碳质还原剂粉 陶瓷 原位制备 碳化硅 粉料 粒径 磨细 真空热压烧结炉 碳质还原剂 废料粉碎 改善材料 碳化硼粉 烧结 均匀性 压球机 粘结剂 烘干 放入 生坯 酸浸 团块 制备 压制
【权利要求书】:

1.一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于按以下步骤进行:

(1)将砂浆切割废料粉碎后,用无机酸浸出去除杂质,然后过滤出浸出渣,再水洗至洗液为中性,烘干去除水分,获得除杂废料;

(2)将除杂废料磨细至粒径≤60μm,制成除杂粉料;

(3)将碳质还原剂磨细至粒径≤60μm,制成碳质还原剂粉料;

(4)将碳质还原剂粉料、除杂粉料和碳化硼粉混合均匀,获得混合物料;向混合物料中加入水和粘结剂,然后用压球机压制成方形团块;

(5)将方形团块在温度50~120℃条件下烘干20~40h,获得生坯;

(6)将生坯放入真空热压烧结炉,烧结制成碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的无机酸为质量浓度20~30%的盐酸,或质量浓度20~30%的硫酸溶液,或两者的混合酸。

3.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的砂浆切割废料为晶体硅砂浆切割废料,其成分按质量百分比含SiO239~40%;Si24~25%;SiC24~25%;余量为Fe及不可避免杂质。

4.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的碳质还原剂是石墨、石油焦和炭黑中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料的断裂韧性3.3~5.3MPa·m1/2;弯曲强度200~385MPa。

6.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于步骤(6)中,烧结温度1800~2200℃,时间30~150min。

7.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于步骤(4)中,压制成方形团块时的压力10~40Mpa,保压时间40~120s。

8.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的粘结剂为纤维素粘结剂。

9.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于步骤(3)中,水占混合物料总质量的5~10%,粘结剂占混合物料总质量的0.5~3%。

10.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法,其特征在于所述的混合物料中按质量百分比为:碳化硼粉占60~80%,碳质还原剂粉料占10~20%,除杂粉料占5~20%。

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  • 2018-11-12 - 2019-02-01 - C04B35/563
  • 本发明公开了一种碳化硼陶瓷微波合成方法,属于陶瓷材料制备技术领域,采用微波烧结工艺,通过添加质量分数为3%的氧化铝做为烧结助剂,并优化了烧结温度、保温时间等工艺参数,以较快的升温速率制备得到了碳化硼陶瓷材料,本发明制得的碳化硼陶瓷不但具备高的致密度,显气孔率,同时还具备较高的硬度和较好的韧性,同时本发明制备方法简单方便、设备要求低,且烧结温度及烧结时间大大降低,生产效率高、能源消耗少、适合工业化生产。
  • 一种碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法-201810820198.6
  • 方宁象;林文松;余建 - 浙江立泰复合材料股份有限公司
  • 2018-07-24 - 2019-01-01 - C04B35/563
  • 本发明提供一种碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料的制备方法及根据该方法所制备的产品,制备步骤包括:分别制备基体层和分隔层陶瓷浆料,采用凝胶注模法在模具中交替浇注基体层和分隔层陶瓷,之后进行排胶、真空热压烧结,对排胶、烧结温度及升温速度、烧结压力进行调控限定,制备得到的碳化硼/碳化硅层状陶瓷界面清晰、致密性好,材料具有高损伤容忍性和优异的抑制裂纹扩展能力;本发明制备的碳化硼/碳化硅层状复合陶瓷材料可应用于轻质防弹装甲制造领域。
  • 一种制备B4C/SiC复合陶瓷粉的方法-201810984547.8
  • 邢鹏飞;高帅波;刘坤;都兴红;李欣;王帅 - 东北大学
  • 2018-08-28 - 2018-12-25 - C04B35/563
  • 本发明属于碳化硼复合陶瓷的制备领域,公开了一种制备B4C/SiC复合陶瓷粉的方法;(1)先将碳质还原剂破碎成粉料;(2)将破碎好的碳质还原剂粉,硼酸粉和碳化硅粉按一定的配比进行配料、混料、并压制成球团,再将球团进行烘干;(3)将球团放入加热炉内进行高温冶炼制备碳化硼复合陶瓷粗粉;(4)将得到的粗粉破碎并进行分级除杂;(5)得到的渣粉进行回收再利用,碳化硼复合陶瓷精粉用于制作碳化硼复合陶瓷烧结原料。本发明与传统电弧炉冶炼相比,提高了原料的利用率,显著地降低了生产成本和能耗;直接在配制B4C的原料中添加SiC相比于在B4C中添加SiC明显地改善了碳化硼复合陶瓷的力学性能;本工艺可以降低环境污染,减少高温气体排放。
  • 一种高壁厚均匀性碳化硼空心陶瓷微球的快速制备方法-201810751993.4
  • 廖志君;陈睿翀;苏琳;齐建起;施奇武;卢铁城 - 四川大学
  • 2018-07-10 - 2018-12-18 - C04B35/563
  • 本发明所述高壁厚均匀性碳化硼空心陶瓷微球的快速制备方法,步骤如下:(1)将Isobam‑104溶于去离子水中,随后加入聚丙烯酰胺形成预混液,将碳化硼粉体加入预混液中形成均匀分散的碳化硼浆料;(2)将超声清洗后的可热解基底微球粘接于引流棒一端,并将引流棒垂直于水平面固定;将步骤(1)所得碳化硼浆料通过浇注设备浇注在其下方的可热解基底微球上,碳化硼浆料在重力作用下覆盖在所述基底微球表面并在室温固化,再经干燥后形成碳化硼微球素坯;(3)将碳化硼微球素坯于500~600℃保温至其内部的基底微球和所含有机物完全分解,随后在真空条件于1500~1550℃保温2~5h,即得碳化硼空心陶瓷微球。
  • 一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法-201810950891.5
  • 侯超 - 宁夏昌杨科技有限公司
  • 2018-08-20 - 2018-12-14 - C04B35/563
  • 本发明公开了一种碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法,该方法包含:步骤1、按比例称取各原料,进行球磨混合,喷雾干燥后得到预混粉;步骤2、将碳化硼粉加入溶剂中,在水浴中恒温浸泡,再加热,得到粉料;步骤3、将步骤2所得的粉料与二硅化钼、工业硅粉进行球磨混合后,喷雾干燥,得到粉体;步骤4、将步骤1中所得预混粉与步骤3中所得粉体混合,干压成型,然后真空烧结得到碳化硼基防弹陶瓷复合材料。本发明还提供了该方法制备的碳化硼基防弹陶瓷复合材料。本发明提供的碳化硼基防弹陶瓷复合材料及其制备方法,是一种在常压较低温度下制备具有强度高、韧性好,烧结基防弹陶瓷的方法,能够解决碳化硼断裂韧性低、烧结温度过高的问题。
  • 一种强超声辅助法制备组织均匀的高致密B-Ti-C体系陶瓷-201810741507.0
  • 黎军军;刘碧桃;阮海波;关有为;闫恒庆 - 重庆文理学院
  • 2018-07-05 - 2018-12-07 - C04B35/563
  • 本发明公开了一种强超声辅助法制备组织均匀的高致密B‑Ti‑C体系陶瓷,致密度为91.3±0.3%,所述陶瓷主要制备方法是将粒径为50nm,纯度≥99.99%的Ti粉加入粒径为50nm,纯度≥99.7%的B4C粉中(B4C:Ti=95:5,wt%)经过干法制粒机,制成15‑20um左右大小的蓬松颗粒。再将经过制粒的蓬松ITO颗粒填装在模具中并放置于冷静压下,调节油压机的压力,将模具内部压强分别设置为400MPa、600MPa、800MPa、1000MPa、1200MPa和1500MPa。引入功率P=3Kw的超声震荡下成型致密度高达53.4±0.2%的素坯样品。最后,在2100℃的温度下烧结2.5h,即制备出该陶瓷。该方法制备出的B‑Ti‑C体系陶瓷,微观组织均匀、晶粒细小,提高了陶瓷的使用价值。
  • 一种高韧性无压烧结碳化硼陶瓷制备方法-201810977250.9
  • 徐正平;龙成勇;史彦民 - 扬州北方三山工业陶瓷有限公司
  • 2018-08-26 - 2018-11-30 - C04B35/563
  • 本发明涉及一种高韧性无压烧结碳化硼陶瓷制备方法。将碳化硼粉65‑78wt%,烧结助剂10‑17wt%,陶瓷添加剂8‑20wt%加入搅拌磨中,并加入一定量的溶剂,进行搅拌球磨‑砂磨机处理‑搅拌球磨工艺,使得陶瓷浆料的固相含量为45‑60 wt%,然后进行离心喷雾造粒制得造粒粉,造粒粉压制成生坯,生坯放入石墨匣钵内,生坯周围放置石墨球,然后石墨匣钵放入高温真空烧结炉内进行无压烧结,最终制得碳化硼陶瓷。采用价格低廉的大颗粒碳化硼粉体为原料,引入多元低共熔非氧化物液相来促进碳化硼陶瓷的致密化。
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