[发明专利]含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法

权利要求书

1.含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法，所述复合晶粒长大抑制剂为含有固溶金属的碳氮化钒基固溶体，化学式为(V_x,M1_1-x)(C_y,N_1-y)，式中，M1为固溶金属，所述M1为铬、钛、钼、钽、铌、锆中的至少一种，0.5＜x≤0.95，0.1≤y≤0.9，或所述复合晶粒长大抑制剂为含有固溶金属的碳氮化二铬基固溶体，化学式为(Cr_x,M2_1-x)2(C_y,N_1-y)，式中，M2为固溶金属，所述M2为钒、钛、钼、钽、铌、锆中的至少一种，0.5＜x≤0.95，0.1≤y≤0.9，其特征在于工艺步骤如下：

(1)配料

根据所述多元复合晶粒长大抑制剂的化学式选择除氮以外的组分的原料，并根据所述复合晶粒长大抑制剂的化学式中除氮以外的组分的摩尔数计量所选择的各原料进行配料；

(2)高能球磨

将步骤(1)配好的原料用高能球磨机在转速为350转/分钟～700转/分钟的条件下干磨6小时～40小时，得到球磨粉料；

(3)烧结

在密闭反应炉中烧结：

将步骤(2)制得的球磨粉料装入反应炉中，然后将反应炉抽真空，当反应炉内的压力达到1×10¹Pa～1×10^-2Pa开始加热并继续抽真空，当反应炉内的温度升至400℃～600℃时，停止抽真空，向反应炉中充入氮气作为反应和保护气体，氮气的充入量应使炉内的压力达到0.01MPa～0.1MPa，当反应炉内的温度升至800℃～1100℃时在此温度保温烧结0.5小时～3小时进行碳热还原氮化反应，保温烧结时间到达后随炉冷却至室温出炉，即制得纳米多元复合晶粒长大抑制剂；

或在开放式反应炉中烧结：

在反应炉出气口开启的状态下加热反应炉并向反应炉中通入氮气作为反应和保护气体，当反应炉内烧结区域的温度升至800～1400℃后，将步骤(2)所得的球磨粉料连续送入反应炉的烧结区域在移动状态下进行烧结，球磨粉料在烧结区域内烧结0.5～4小时移动出烧结区域进入反应炉的冷却区域冷却至200℃以下出炉，即制得纳米多元复合晶粒长大抑制剂。

2.根据权利求要1所述含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法，其特征在于组分钒的原料为三氧化二钒、钒粉、多钒酸铵中的至少一种；组分铬的原料为三氧化二铬、铬粉、铬酸铵、重铬酸铵中的至少一种；组分钛的原料为二氧化钛、钛粉、硫酸氧钛、偏钛酸中的至少一种；组分钼的原料为三氧化钼、钼粉、钼酸铵、多钼酸铵中的至少一种；组分钽的原料为氧化钽、氢氧化钽、钽粉中的至少一种；组分铌的原料为氧化铌、氢氧化铌、铌粉中的至少一种；组分锆的原料为氧化锆、锆粉、锆酸、氢氧化锆中的至少一种；组分碳的原料为炭黑、活性炭、石墨、葡萄糖、蔗糖、淀粉中的至少一种。

3.根据权利求要1所述含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法，其特征在于组分钒的原料中含有五氧化二钒或/和偏钒酸铵；组分铬的原料为三氧化二铬、铬粉、铬酸铵、重铬酸铵中的至少一种；组分钛的原料为二氧化钛、钛粉、硫酸氧钛、偏钛酸中的至少一种；组分钼的原料为三氧化钼、钼粉、钼酸铵、多钼酸铵中的至少一种；组分钽的原料为氧化钽、氢氧化钽、钽粉中的至少一种；组分铌的原料为氧化铌、氢氧化铌、铌粉中的至少一种；组分锆的原料为氧化锆、锆粉、锆酸、氢氧化锆中的至少一种；组分碳的原料为炭黑、活性炭、石墨、葡萄糖、蔗糖、淀粉中的至少一种；

步骤(3)中，在密闭反应体系中烧结时，先将球磨粉料在500℃～650℃保温预处理10分钟～30分钟，再继续升温至800～1100℃烧结；在开放式反应体系中烧结时，先将球磨粉料在500～650℃保温预处理10～30分钟，再送入反应炉烧结区域在800℃～1400℃烧结。

4.根据权利求要2或3所述含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法，其特征在于所述多元复合晶粒长大抑制剂组分的原料中含有金属粉末时，步骤(3)中的烧结温度为800～940℃。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述含高能球磨工艺的纳米多元复合晶粒长大抑制剂制备方法，其特征在于步骤(2)中球料重量比为(10～50):1。