[发明专利]一种定向生长的碳氮化钛晶体、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种定向生长的碳氮化钛晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）固相渗碳：称取钛源、碳源、氮源混合均匀装入器皿，在保护气氛围下煅烧，取出冷却得固相碳氮化钛晶体；

（2）气相渗碳氮：将步骤（1）得到的固相碳氮化钛晶体在混合气氛围下煅烧，取出冷却并分级，得定向生长的碳氮化钛晶体；

按质量分数计，所述钛源3.9-4.1份，碳源0.5-1份，氮源0.5-2份；

所述混合气为碳源气体与氮源气体的混合气。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合为干法混合，混合时间为20-40h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述钛源包括钛粉、海绵钛粉或氢化钛粉中的一种或多种，所述碳源包括炭黑粉或石墨粉中的一种或多种，所述氮源包括尿素、甘氨酸或酰胺中的一种或多种；所述保护气包括氩气、氦气或氖气中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的煅烧温度为800℃-1300℃，煅烧时间为0.5-2h，步骤（2）的煅烧温度为1000℃-1800℃，煅烧时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分级采用筛分或者气流分级。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源气体为甲烷气体或乙炔气体，氮源气体为氮气或氨气，碳源气体与氮源气体的体积用量比为1:2-2:1。

7.一种权利要求1-6任一项所述制备方法制备得到的定向生长的碳氮化钛晶体，其特征在于，所述碳氮化钛晶体的平均长径比为1:1-10:1，包含平均粒径0.1μm-100μm的微粉和平均粒径100μm-1mm的块状晶体，含碳量为6%-14%，含氮量为7%-15%。

8.权利要求7所述的定向生长的碳氮化钛晶体在制备切削工具、耐磨零件的烧结体以及涂层材料中的应用。