[发明专利]一种细晶碳化硼陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种细晶碳化硼陶瓷及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。该细晶碳化硼陶瓷平均晶粒尺寸小于1μm，且相对密度在98％以上，维氏硬度在38GPa以上，断裂韧性在4.9MPa.m^1/2以上，其制备方法是以硼粉和碳粉为原料，经过机械化学处理后所得粉体制成胚体，所述胚体外部包裹自蔓延体系的反应原料，通过自蔓延高温快速加压烧结技术得到细晶碳化硼陶瓷。本发明所制备的碳化硼陶瓷拥有晶粒尺寸小、密实度高、韧性高、硬度高的优点；同时该工艺路径工艺简单、产量高、耗时短、对原料粒径大小要求不高，因此成本较低，有利于工业化生产。

主权项

1.一种细晶碳化硼陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）按重量百分比计，称取硼粉78‑79%、碳粉21‑22%为原料，进行机械化学处理后，获得非晶B‑C纳米粉体；其中，所述机械化学处理步骤采用球磨工艺，球磨工艺为：球料质量比为20:1‑40:1，球磨转速为300‑500rpm，球磨时间30‑50h，整个球磨过程在惰性气氛中进行；2）将所得非晶B‑C纳米粉体压制成内坯；3）按重量百分比计，称取碳粉18%‑20%、钛粉72%‑80%、碳化钛粉0‑10%，混合均匀，得到自蔓延体系的原料粉体；4）将步骤2）所得内坯外部包裹上步骤3）所得自蔓延体系的原料粉体并压制成复坯，然后引燃自蔓延反应，反应结束后立即施压压制，直到反应体系温度低于1200℃后释放压力，冷却后即得到碳化硼块体材料；5）将步骤4）所得碳化硼块体材料进行热处理，获得细晶碳化硼陶瓷。