[发明专利]一种碳化硼复合陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硼复合陶瓷的制备方法，属于陶瓷制备技术领域，本发明的制备方法包括制备复合粉体，复合粉体改性，造粒，注射成型，真空脱脂，一次烧结，二次烧结；通过本发明的制备方法，能够在获得高密度，高硬度的同时，解决碳化硼陶瓷的高温氧化问题，减少在制备碳化硼陶瓷过程中粉体团聚问题。

技术领域

本发明涉及陶瓷制备技术领域，具体涉及一种碳化硼复合陶瓷的制备方法。

背景技术

碳化硼陶瓷是一种仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料，碳化硼具有超硬、高熔点、低密度等一系列优良的物理化学性能。碳化硼陶瓷的显著特点是非常坚硬，其显微硬度约为50000MPa，仅次于金刚石和立方氮化硼，它的研磨效率可达到金刚石的60-70%，是碳化硅的1倍，是刚玉研磨能力的1-2倍，它耐酸碱性能好，热膨胀系数小，因而它有较好的热稳定性，能吸收热中子，但抗冲击性能差，脆性大。此外，碳化硼在1000℃时能抵抗空气的腐蚀，不过在较高的温度时它在氧化气氛中很容易氧化。

为了获得致密的碳化硼陶瓷，一般采用热压烧结法来制取碳化硼陶瓷。热压烧结的碳化硼陶瓷可以达到理论密度的98%，制备时在真空热压炉或普通热压炉中进行，热压温度为2100℃，压力为80-100MPa，保温数分钟后降温，降温时需要保持压力。但是由于碳化硼陶瓷的抗热震性较差，因此降温要缓慢，而且热压温度不宜过高，到2150℃会出现B4C-C共晶液相，影响碳化硼陶瓷的硬度，但温度过低，就会导致产品密度低，虽然采用碳化硼超细粉原料，可以获得密度和硬度均高的碳化硼陶瓷制品，但是使用碳化硼超细粉原料制备碳化硼陶瓷时会出现团聚问题，而且使用碳化硼超细粉原料并不能解决碳化硼陶瓷的高温氧化问题；因此，研发一种碳化硼陶瓷的制备方法，能够在获得高密度，高硬度的同时，解决碳化硼陶瓷的高温氧化问题，减少在制备碳化硼陶瓷过程中粉体团聚问题，是目前急需解决的问题。

专利CN108821772B公开了一种添加氧化铝粉制备碳化硼铝系复合陶瓷粉的方法，该制备方法如下：先将碳质还原剂破碎成粉料；将破碎好的碳质还原剂粉，硼酸粉和Al2O3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；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；将得到的粗粉破碎并进行分级除杂；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；该专利的不足：制备的复合陶瓷材料抗高温氧化性能差。

专利CN106854080B公开了一种致密超细晶碳化硼陶瓷材料降低烧结温度的制备方法，选取平均粒度小于20μm的粗碳化硼粉末进行球磨、沉降，得到粒径小于1μm的碳化硼超细粉末；将碳化硼超细粉末与MnNiCoCrFex高熵合金粉末混合进行球磨，得到B4C-MnNiCoCrFex混合粉末；将该混合粉末进行加压烧结，得到烧结温度降低的致密超细晶碳化硼陶瓷材料；该专利的不足：在制备致密超细晶碳化硼陶瓷材料时碳化硼超细粉末易发生团聚。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种碳化硼复合陶瓷的制备方法，能够在获得高密度，高硬度的同时，解决碳化硼陶瓷的高温氧化问题，减少在制备碳化硼陶瓷过程中粉体团聚问题。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种碳化硼复合陶瓷的制备方法，包括制备复合粉体，复合粉体改性，造粒，注射成型，真空脱脂，一次烧结，二次烧结。