[发明专利]一种利用熔融盐辅助制备二硼化钛粉体的方法

说明书

本发明涉及一种利用熔融盐辅助制备二硼化钛粉体的方法，步骤如下：将二氧化钛粉末和硼粉混合获得反应原料；将硝酸钾和亚硝酸钠混合或者将硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠混合，获得低温熔融盐；将反应原料和低温熔融盐混合，干燥除水后放入球磨罐中，并在第一转速下搅拌使两者混合均匀，然后在第二转速下进行球磨，获得反应产物；将反应产物用水浸泡并振动，然后抽滤获得滤饼和滤液，并将滤饼干燥获得产品二硼化钛粉体。通过本发明的方法，能够降低二硼化钛粉体的制备难度和成本，并提高产品的质量稳定性。本发明球磨罐中氧化锆球高速撞击时，界面间产生高温，使低温熔融盐辅助介质熔融形成独特的粒子液体环境促进二硼化钛粉体的合成。

技术领域

本发明涉及高端陶瓷粉体制备技术，并且更具体地，涉及一种利用熔融盐辅助制备二硼化钛粉体的方法。

背景技术

随着人类科技水平的不断进步，产品的功能越来越丰富，应用场景越来越多，其对材料的性能要求也越来越高，越来越细化。腐蚀、摩擦、极端气候等等不利条件都对材料的性能提出了极具挑战的目标。这时，往往需要采用复合材料以应对复杂的应用环境。2020年，我国复合材料产量超过700万吨。其中钛基复合材料拥有良好的室温力学性能，同时在温度不太高的情况下(通常在600℃以下)，其强度、硬度、耐磨性、坚固性等均表现良好。在基体的基础上，增强相的加入使得钛基复合材料的强度和硬度大幅度提高，目前增强相的种类主要有TiC、TiB₂、SiC、B₄C、TiB等。其中TiB₂具有结构稳定、高硬度、与钛基体之间热膨胀系数差小并且互溶等其他增强相无法比拟的特点，因此成为了目前应用最为广泛的钛基复合材料增强体，常被用于制造金属陶瓷、硬质合金、耐热合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件等，比如工业刀具、火箭衬板、管道防护层等。

然而，传统二硼化钛制备方法中需要高温和具有生产危险性的高还原性物质，导致其成本较高。同样，固固之间的高温制备方法的高热往往会导致反应的不均匀，从而带来成品质量的参差不齐。

由此，设计一种利用熔融盐辅助制备二硼化钛粉体的方法是令人期望的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种利用低温熔融盐球磨制备二硼化钛粉体的方法，本发明的方法能够降低二硼化钛粉体的制备难度和成本，并提高产品的质量稳定性，本发明球磨罐中氧化锆球高速撞击时，界面间产生高温和高热，使低温熔融盐辅助介质熔融形成独特的粒子液体环境促进二硼化钛粉体的合成。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的方面，提供一种利用熔融盐辅助制备二硼化钛粉体的方法，包括以下步骤：

1)将二氧化钛粉末和硼粉按照比例进行混合，获得反应原料；

2)将硝酸钾和亚硝酸钠按配比混合或者将硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠按配比混合，获得低温熔融盐；

3)将获得的反应原料和获得的低温熔融盐混合，干燥除水后放入球磨罐中，并在第一转速下搅拌使反应原料和低温熔融盐混合均匀，然后在第二转速下进行球磨，获得反应产物；

4)将获得的反应产物用水浸泡并振动，然后进行抽滤获得滤饼和滤液，并将滤饼进行干燥，获得产品二硼化钛粉体。

在本发明的一个实施例中，该方法还包括步骤：

5)将得到的滤液进行除水干燥，获得低温熔融盐，以供循环使用。

在本发明的一个实施例中，步骤1)中二氧化钛粉末和硼粉的比例按照钛元素与硼元素的物质的量的比例为3:10至3:12或质量比例为100:45至100:55进行配比。