[发明专利]一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于：采用市售的TiC_xN_1-x、B、B₄C和Si粉体为原料，根据下列化学反应方程式进行粉体的配比：

TiC_xN_1-x+(3x+3)B＝TiB₂+xB₄C+(1-x)BN (1)或

TiC_xN_1-x+(0.75+0.75x)Si+(0.75-0.25x)B₄C＝TiB₂+(0.75+0.75x)SiC+(1-x)BN (2)

将原料粉体混料、干燥、过筛后利用热压烧结或放电等离子体实现其致密化，得到所需复相陶瓷；

所述参数x的取值范围为：0.05≤x≤0.95，通过改变参数x的值，在一定范围内改变所制备陶瓷中BN的含量，并对其微结构和性能进行调控。

2.如权利要求1所述的一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1、混料：以市售TiC_xN_1-x、B、B₄C和Si粉为原料，其中碳化硼和硼粉的平均粒径小于5μm，TiC_xN_1-x和Si粉的平均粒径小于20μm，各种粉体的纯度均大于97％；将各种原料粉体按设计的反应方程的配比进行称量，配料，以丙酮为溶剂，3mol％氧化钇稳定的氧化锆球为混料介质，进行混料，混合后所得浆料通过旋转蒸发烘干，破碎过筛后得到混合均匀的粉料；

步骤2、烧结：根据需要的样品厚度，计算所需粉体的重量，将过筛后的粉体倒入石墨模具中，在热压烧结或放电等离子体烧结的环境下对其进行烧结，烧结环境为真空或流动的氩气气氛，通过改变烧结温度、保温时间，加载压力，升温速度实现复相陶瓷的致密化和性能优化。

3.如权利要求2所述的一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2中烧结温度范围为1650℃-2000℃。

4.如权利要求2所述的一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2中保温时间范围为5-120min。

5.如权利要求2所述的一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加载压力范围为5-75Mpa。

6.如权利要求2所述的一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2中升温速度范围为10-100℃/min。