一种TiC颗粒增强钛基多孔材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种TiC颗粒增强钛基多孔材料制备方法，其采用粉末冶金造孔技术，使用一定比例的TiC粉和钛粉混合在氩气保护下进行球磨预处理后，再与尿素、硬脂酸锌通过配料混合、压制成型和分步式热处理步骤来制备钛基多孔材料，并且优选使用针状形态颗粒尿素作为造孔剂，采用硬脂酸锌作为粘结剂，使得钛基多孔材料的结构和成分容易控制，原料易得且价格便宜，而分步式热处理方式能够缩短制备周期，降低时间成本、能耗以及设备的使用损耗等；此外本发明还充分利用了TiC颗粒的密度小、弹性模量高、热膨胀系数高、耐磨性和抗腐蚀高等特点，使得制备得到的钛基多孔材料具有优良的综合力学性能和抗腐蚀性能，具有非常好的应用前景。

主权项

一种TiC颗粒增强钛基多孔材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）称取0.5~2重量份的TiC粉和98~99.5重量份的钛粉，构成总重量份为100重量份的TiC和Ti混合粉末，装入预先用酒精清洗并干燥好的高能球磨罐中，球料比为10~20：1；2）将装有TiC和Ti混合粉末的高能球磨罐密封好，用氩气冲洗高能球磨罐体3次以排出罐体中的空气，再向罐体中充入氩气作为保护气体；3）向罐体中充入氩气后，对高能球磨罐中的TiC和Ti混合粉末进行间歇式的多次球磨处理，每次球磨时间为20~50min，相邻两次球磨的间歇时间为10~40min，总的有效球磨时间为1~4小时，球磨处理之后得到TiC和Ti预制混合粉体；4）将上述制得的100重量份的TiC和Ti预制混合粉体与同体积的尿素在研体中混合，在混合过程中加入占TiC和Ti预制混合粉体与尿素总质量的0.25%~0.5%的硬脂酸锌，再匀速混合30~60min，制得混合物料；5）用钢制模具将上一步制得的混合物料冷压成型，单向压制，压制压力为180~250MPa，保压时间为45~60s，之后脱模制得生压坯；6）将生压坯置于真空碳管炉内进行热处理，热处理过程分为低温脱除尿素和高温烧结两步进行；低温脱除尿素过程中，控制真空碳管炉内真空度为1×10^‑1~1×10^‑2Pa，控制升温速率为2~5℃/min从室温升温至400℃进行烧结，在400℃时保温45~60min；然后进入高温烧结过程，温度升高到1180~1250℃，在真空度为1×10^‑1~1×10^‑2Pa环境下烧结2h；烧结完成后，随炉冷却到室温后取出得到TiC颗粒增强的钛基多孔材料。