[发明专利]一种二硼化锆/碳化硅复合材料及利用电弧熔化原位反应制备方法

权利要求书

1.一种二硼化锆/碳化硅复合材料，选用锆粉、碳化硼粉及碳化硅粉为反应原料，以二硼化锆/碳化硅为主相，按照下述步骤进行：

(1)将锆粉、碳化硼粉及碳化硅粉作为反应原材料，根据化学反应按照物质的量比Zr∶B₄C∶SiC为1.56～3∶1∶0.5～3配制粉末，混合均匀，加入混合粉末总质量的3％-5％的粘结剂，将湿粉预制在石墨板基体上并用石墨模具压制成型；

(2)将模具成型后的试样进行干燥处理，以去除水分的影响

(3)电弧加工条件：将烘干后的试样进行电弧快速熔化，整个电弧处于流动惰性气氛中，在直流电流为180～250A，电压为28～35V，保护气体流量为10L/min及电弧扫描速度为1.00～3.00mm/s的工艺条件下完成的。

2.根据权利要求1所述的一种二硼化锆/碳化硅复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中，锆粉的纯度≥992，碳化硼粉的纯度≥95，碳化硅粉纯度≥95，且粉末的目数为20～100。

3.根据权利要求1所述的一种二硼化锆/碳化硅复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中，在玛瑙研钵中将混合粉末混合均匀，研磨时间为15～60分钟；所述粘结剂为水玻璃与水体积比为1∶1的溶液。

4.根据权利要求1所述的一种二硼化锆/碳化硅复合材料，其特征在于，所述步骤(2)的干燥步骤中，将试样放置在室温环境中阴干12～24小时后在烘干炉中以2℃/s的加热速度加热至350～450℃并在最高温度停留烘干0.5～1小时，期间可选用使用空气或者惰性气体气氛，例如氩气、氮气、氦气。

5.根据权利要求1所述的一种二硼化锆/碳化硅复合材料，其特征在于，所述步骤(3)中，直流电流优选200～250A，电压优选30～35V，电弧扫描速度为1.5～2.5mm/s，所述惰性气氛为氩气、氮气或者氦气。

6.一种电弧熔化原位反应制备二硼化锆/碳化硅复合材料的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

(1)将锆粉、碳化硼粉及碳化硅粉作为反应原材料，根据化学反应按照物质的量比Zr∶B₄C∶SiC为1.56～3∶1∶0.5～3配制粉末，混合均匀，加入混合粉末总质量的3％-5％的粘结剂，将湿粉预制在石墨板基体上并用石墨模具压制成型；

(2)将模具成型后的试样进行干燥处理，以去除水分的影响

(3)电弧加工条件：将烘干后的试样进行电弧快速熔化，整个电弧处于流动惰性气氛中，在直流电流为180～250A，电压为28～35V，保护气体流量为10L/min及电弧扫描速度为1.00～3.00mm/s的工艺条件下完成的。

7.根据权利要求6所述的一种电弧熔化原位反应制备二硼化锆/碳化硅复合材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锆粉的纯度≥99.2，碳化硼粉的纯度≥95，碳化硅粉纯度≥95，且粉末的目数为20～100。

8.根据权利要求6所述的一种电弧熔化原位反应制备二硼化锆/碳化硅复合材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在玛瑙研钵中将混合粉末混合均匀，研磨时间为15～60分钟；所述粘结剂为水玻璃与水体积比为1∶1的溶液。

9.根据权利要求6所述的一种电弧熔化原位反应制备二硼化锆/碳化硅复合材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)的干燥步骤中，将试样放置在室温环境中阴干12～24小时后在烘干炉中以2℃/s的加热速度加热至350～450℃并在最高温度停留烘干0.5～1小时，期间可选用使用空气或者惰性气体气氛，例如氩气、氮气、氦气。

10.根据权利要求6所述的一种电弧熔化原位反应制备二硼化锆/碳化硅复合材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，直流电流优选200～250A，电压优选30～35V，电弧扫描速度为1.5～2.5mm/s，所述惰性气氛为氩气、氮气或者氦气。