[发明专利]一种高纯二硼化钛粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯二硼化钛粉体的制备方法，涉及硼化物粉末制备领域，要解决的是现有TiB₂的制备工艺成本高、工艺复杂等问题。本发明具体步骤如下：步骤一，将B₄C粉体、TiO₂粉体和炭黑粉体混合10‑30min，得到第一混合物；步骤二，将第一混合物加入惰性气氛的烧结炉中，烧结炉升温至1500‑1700℃并且保持3‑4h，自然冷却后即得到成品。本发明选择合适的原料配比、烧成温度等工艺条件，最后获得高纯TiB₂粉体，具有工艺简单、纯度高、烧成温度低、粒度小、成本低、易工业化生产等优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及硼化物粉末制备领域，具体是一种高纯二硼化钛粉体的制备方法。

背景技术

TiB₂是Ti-B二元系中唯一稳定的化合物，作为一种非常重要的陶瓷材料，TiB₂具有高熔点(3225℃)，超高硬度(HV＝34GPa)与强度，优良的导电、导热、抗氧化性能，化学稳定性好等优点。TiB₂能为熔融金属所润湿，在现代铝电解工业中采用TiB2_阴极可降低铝电解的电能消耗。TiB₂由于其良好的电导率以及抗熔融有色金属金属腐蚀能力被用于制作高温导电蒸发舟。TiB₂作为多元复合材料的重要组成部分，与ZrB₂、ZrC、SiC、Al₂O₃等陶瓷材料复合，改善其导电性、机械加工性、力学特性等，在火箭喷嘴、航空发动机涡轮叶片、切削刀具和耐磨部件、表面涂层及镀膜以及核工业用材料等领域均有广阔的应用前景。

目前关于TiB₂的制备工艺及合成报道已有很多。中国专利CN105884371A公开了一种亚微米级TiB₂粉体的自蔓延合成方法：将混合好的一定比例的TiO₂、B₂O₃、金属镁粉放入置于自蔓延反应室内的石墨舟中，加热引发自蔓延反应，经酸洗除杂、水洗、烘干和研磨得到纯度为98.5％的TiO₂粉。该方法制备的TiB₂纯度高，但工艺繁琐，需多次酸洗、水洗除杂，生产成本高，工业化生产困难。中国专利文件CN106631032A公开了一种高纯二硼化钛粉体及其制备方法：将一定比例的B₄C、TiO₂、炭黑在混料机中混合，直接放入中频加热炉中在2000-2200℃下烧成30-40h，得到纯度为99.5％的TiB₂粉体。该方法制备的TiB2粉体纯度高，但工艺的烧成温度高，反应时间长，成本高。中国专利文件CN101704674A公开了一种自蔓延高温合成制备二硼化钛陶瓷微粉的方法：将粒度小于100目，纯度大于99％的钛粉和硼粉以一定比例混合后冷压成型，在真空室内用电弧引燃，破碎燃烧产物得到2-8μm的TiB₂陶瓷微粉。该方法制备的TiB₂粉体粒度均匀，但成本高、工业化生产困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯二硼化钛粉体的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高纯二硼化钛粉体的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将B₄C粉体、TiO₂粉体和炭黑粉体混合10-30min，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物加入惰性气氛的烧结炉中，烧结炉升温至1500-1700℃并且保持3-4h，自然冷却后即得到成品。