[发明专利]常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将各种原料按照配方比例放入混料制浆设备中，所述的各种原料包括以下重量百分比的各组分：碳化硼粉70~97wt%，碳化硅粉0~15wt%，碳粉1~15wt%；然后球磨制浆，球磨制浆过程另外加入去离子水，使得所得的浆料的固含量为30~70 wt %；

（2）将步骤（1）所得浆料，利用喷雾干燥造粒工艺制得造粒料，具体为：采用浆料泵将步骤（1）中制备的浆料送入喷雾干燥造粒机的造粒喷头中雾化，浆料泵输送浆料的压力为0.01~0.3Mpa；或者利用恒流泵将浆料送入喷雾干燥造粒机中的离心转盘喷头中形成微小雾滴，离心转盘转速为1000~20000转/分钟，喷雾干燥造粒机的进口温度为150~300℃、出口温度为70~140℃；

（3）将步骤（2）所制造粒料采用干压法成型或冷等静压成型工艺得到素坯；

（4）将步骤（3）所得的素坯放入真空炉内，控制真空炉内真空度为10~1000Pa或通入惰性保护气体，在1900^oC~2200^oC温度下保温0.5~4h完成常压烧结得到碳化硼陶瓷。

2.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的制浆设备为砂磨机、球磨机或行星磨。

3.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的球磨制浆，通过控制球磨混料时间、球磨机转速、球料比，制得适于喷雾干燥造粒的浆料，具体为：采用碳化硼或碳化硅作为球磨时的介质球，球径为0.5~10mm，球料比即介质球的重量与碳化硼、碳粉和碳化硅粉三种原料之和的比值为(0.25~4)∶1，球磨混料时间为1~40小时，浆料pH值为3~10，球磨机转速为30~800转/分钟。

4.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的碳化硼粉为B₄C >90wt%， D₅₀<2.0μm的碳化硼粉。

5.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的碳化硅粉为SiC>90wt%， D₅₀<3.5μm的碳化硅粉。

6.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的碳粉为石墨粉、气糟法碳黑、焦炭、石油焦或有机转换碳中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的原料还可以包括粘结剂0.5%~5 wt%，分散剂 0.2%~5 %，即加入粘结剂和分散剂后，步骤（1）中的各原料配方为：碳化硼粉70~97wt%，碳化硅粉0~15wt%，碳粉1~15wt%，粘结剂0.5%~5 wt%，分散剂 0.2%~5 %；然后球磨制浆，球磨制浆过程另外加入去离子水，使得所得的浆料的固含量为30~70 wt %。

8.根据权利要求7所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂为糊精、聚乙烯醇、葡萄糖中的一种或一种以上。

9.根据权利要求7所述的常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为四甲基氢氧化铵、聚乙烯醇缩丁醛、氨水中的一种或一种以上。