[发明专利]氮化硼复相陶瓷及其烧结方法和应用

权利要求书

1.一种用于烧结氮化硼复相陶瓷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

一、将复合烧结助剂加入第一分散介质中，球磨10～48小时后，在80℃～150℃温度下干燥10～48小时，然后将干燥后的混合粉末过200目标准筛，得到复合烧结助剂粉末；

二、将复合烧结助剂粉末与氮化硼粉末按照体积比为(5～35):(65～95)的比例加入第二分散介质中，球磨10～48小时后，在80℃～150℃温度下干燥10～48小时，过200目标准筛，得混合均匀的氮化硼复合粉末；

三、将氮化硼复合粉末在真空或惰性气氛条件下，以10～20℃/分钟的升温速率升温，在800℃～1000℃开始加压，在1000℃～1400℃时加压至20MPa～60MPa，并在1000℃～1500℃温度条件下保温保压1～5小时，继续升温至1500℃～1700℃，保温保压1～5小时后，再以15～20℃/分钟的降温速率降至室温，即得氮化硼复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤一中所述复合烧结助剂为氧化物、硼化物和碳化物中的两种或三种的组合；

所述氧化物为二氧化钛、二氧化锆、二氧化铪、二氧化钽、三氧化二硼、三氧化钨和五氧化二钒中的一种或两种；

所述硼化物为五硼化二钨、二硼化钛、二硼化锆、二硼化铪、二硼化钒或二硼化钽；和/或

所述碳化物为碳化钛、碳化锆、碳化铪、碳化钒、碳化钽、碳化硼、碳化硅、碳化钨或碳化钒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述氧化物为二氧化钛、三氧化二硼、三氧化钨和五氧化二钒中的一种或两种；或者

所述氧化物为二氧化锆、二氧化铪、二氧化钽、三氧化二硼、三氧化钨和五氧化二钒中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤一中所述第一分散介质为无水乙醇质量分数为55％～95％例如为75％或85％的无水乙醇水溶液或无水乙醇；和/或

步骤二中所述第二分散介质为无水乙醇质量分数为55％～95％例如为75％或85％的无水乙醇水溶液或无水乙醇；和/或

步骤三中所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤一中所述复合烧结助剂为氧化物、硼化物及碳化物中的三种组合，优选所述氧化物、硼化物与碳化物的摩尔比为(0.5～5)﹕(0.5～5)﹕1；或者

步骤一中所述复合烧结助剂为氧化物与碳化物组合，优选所述氧化物与碳化物的摩尔比为(1～4)﹕1；或者

步骤一中所述复合烧结助剂为氧化物与硼化物组合，优选氧化物与硼化物的摩尔比为(1～2.5)﹕1；或者

步骤一中所述复合烧结助剂为硼化物与碳化物组合，优选所述硼化物与碳化物的摩尔比为(0.3～3)﹕1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于,步骤二将所述复合烧结助剂粉末按照氮化硼体积25％的比例添加到氮化硼粉末中。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：

步骤三中将复合粉末在真空或惰性气氛条件下，以10℃/分钟的升温速率升温，在800℃开始加压，在1000℃时加压至30MPa，并在1000℃温度条件下保温保压1小时，继续升温至1500℃，保温保压1小时～5小时后，再以15℃/分钟的降温速率降至室温；或者

步骤三中将复合粉末在真空或惰性气氛条件下，以15℃/分钟的升温速率升温，在900℃开始加压，在1100℃～1300℃时加压至40MPa～50MPa，并在1200℃～1400℃温度条件下保温保压2小时～4小时，继续升温至1700℃，保温保压1小时后，再以18℃/分钟的降温速率降至室温。