碳化硼陶瓷烧结制备方法

摘要

本发明公开了一种碳化硼陶瓷烧结制备方法，第一步烧结：将碳化硼粉、碳粉、金属粉、分散剂、粘接剂和去离子水混合球磨制浆，经喷雾造粒后压制成为素坯，经预烧脱粘，然后在较低的烧结温度下（略高于金属熔点）保温烧结，利用体系内熔融金属的表面张力，实现产品第一步收缩烧结；第二步烧结：继续提高烧结温度，原位反应生成的金属碳化物、金属硼化物或金属硼碳化合物以及纳米B₄C均具有较高的烧结活性，作为烧结助剂与碳化硼颗粒形成固溶体，促进体系进一步收缩烧结，实现致密化，从而制备得到高性能的碳化硼陶瓷。该方法兼具常压烧结和反应烧结两种烧结工艺优点。

主权项

一种碳化硼陶瓷烧结制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将各种原料按照配方比例放入混料制浆设备，所述的各种原料包括以下重量百分比的各组分：碳化硼粉60～90wt％，碳粉1.8～18wt％，金属粉8～36wt％，分散剂0.1～2wt％，粘接剂0.1～5wt％；然后球磨制浆，球磨制浆过程另外加入去离子水，使得所得的浆料的固含量为30～60wt％；所述金属粉为：Al粉、Cu粉、Fe粉、Ti粉中的一种以上任意比例混合，金属粉粒度D₅₀：0.5～300μm；(2)将步骤(1)所得浆料，利用喷雾干燥造粒工艺制得造粒料；(3)将步骤(2)所制造粒料采用干压法成型或冷等静压成型工艺得到素坯；(4)将步骤(3)所得的素坯放入真空炉内，真空度为0‑10mbar；在600～900℃温度下保温0.5～4h，脱去有机添加剂，得到预烧素坯；或在真空炉内通入惰性保护气体，在600～900℃温度下保温0.5～4h进行预烧，脱去有机添加剂，得到预烧素坯；(5)将步骤(4)所得的预烧素坯放入真空炉内，控制真空炉内真空度为0‑10mbar；在1400～1800℃温度下保温0.5～2h；继续提高温度，到1801～2100℃，保温0.5～2h，烧结得到碳化硼陶瓷。