[发明专利]一种超细复合粉体及其制备方法

说明书

本发明属于超硬材料技术领域，具体涉及一种超细复合粉体及其制备方法。本发明提供的超细复合粉体，包括立方氮化硼颗粒和包覆在所述立方氮化硼颗粒表面的包覆层(TiC、TiCN或ZrB₂)。本发明实现了TiC、TiCN或ZrB₂对立方氮化硼颗粒的均匀包覆。本发明通过在立方氮化硼颗粒表面包覆上TiC、TiCN或ZrB₂包覆层的混料方式代替了传统的球磨罐混料方式，使TiC、TiCN或ZrB₂与立方氮化硼颗粒均匀分散，增强了粘结剂与立方氮化硼颗粒之间的结合性，改善了粘结剂与立方氮化硼颗粒混料不均匀的问题。

技术领域

本发明属于超硬材料技术领域，具体涉及一种超细复合粉体及其制备方法。

背景技术

立方氮化硼(CBN)具有仅次于金刚石的高硬度，还具有优异的热稳定性和化学惰性，是用于制备超硬材料的一种重要原料。但是立方氮化硼粉体因为自身的相互键合性能差，不易直接烧结成大型烧结体，需通过粘结剂和立方氮化硼在高温高压条件下反应才能结合构成大型烧结体。所以，目前工业界所使用的均是含有粘结剂的聚晶立方氮化硼。

粘结剂在PCBN复合片(聚晶立方氮化硼)的合成过程中发挥着重要作用，合理加入粘结剂不但可以降低烧结温度和压力，还可以改善烧结性能。目前，在生产工艺方面，由于立方氮化硼粉料的粒度较细，立方氮化硼粉料之间容易发生团聚，容易使粘结剂和氮化硼粉之间的结合性变差，导致混料不均匀。混料不均匀容易导致合成的PCBN复合片内部组织结构不均匀，严重影响复合片的强度、韧性等性能。而高性能材料则要求成分和微观相组织结构高度均匀，尤其是聚晶立方氮化硼超硬材料在应用时，要求粘结剂和立方氮化硼在微观下组织结构高度均匀。因此，在生产过程中应进一步改善制备工艺，提高粘结剂和立方氮化硼粉料混料的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超细复合粉体，本发明提供的超细复合粉体可以解决由于粘结剂与立方氮化硼粉体之间结合性差导致的混料不均匀的问题。

本发明提供了一种超细复合粉体，包括立方氮化硼颗粒和包覆在所述立方氮化硼颗粒表面的包覆层；从组成上，所述包覆层为TiC、TiCN或ZrB₂。

优选地，所述立方氮化硼颗粒的粒径为1～30μm，包覆层的厚度为0.01～10μm。

优选地，所述立方氮化硼颗粒与TiC、TiCN或ZrB₂的摩尔比为1～10:1。

优选地，所述包覆层由含钛化合物和含碳化合物原位反应生成或由含锆化合物、含硼化合物以及含碳化合物原位反应生成。

优选地，所述含钛化合物包括钛酸四丁酯或TiOSO₄；所述含碳化合物包括淀粉、蔗糖、沥青、季戊四醇或酚醛树脂；所述含锆化合物包括氧氯化锆、正丙醇锆或聚乙酰丙酮锆；所述含硼化合物包括硼酸。

本发明还提供了上述技术方案所述的超细复合粉体的制备方法，包括以下步骤：

将混合溶液进行干燥，得到前驱体；所述混合溶液包括立方氮化硼与含钛化合物溶液、含碳化合物溶液或含有立方氮化硼、含锆化合物溶液、含硼化合物溶液和含碳化合物溶液；

对所述前驱体进行加热处理，得到超细复合粉体。

优选地，所述含有立方氮化硼、含锆化合物溶液、含硼化合物溶液和含碳化合物溶液的混合溶液的pH为3～6。

优选地，当包覆层为TiC或TiCN时，所述混合溶液为立方氮化硼与含钛化合物溶液、含碳化合物溶液的混合溶液，所述含钛化合物和含碳化合物摩尔比为1:4～10，所述含钛化合物和立方氮化硼摩尔比为1:1～10；