基于粗颗粒粉体的无压烧结碳化硼陶瓷制备方法

摘要

本发明涉及一种以2微米以上粗颗粒粉体为原料的无压烧结碳化硼陶瓷制备方法，包括以下步骤：将重量百分比为碳化硼粉(D50≥2μm)70～80wt％，碳粉 4～8wt％，氧化钇粉 0.7～2wt％，余量的粘结剂和分散剂放入球磨机混料容器，加入去离子水后进行球磨制浆，所得浆料固相含量为25～45wt％；所得浆料用喷雾干燥造粒机制得造粒粉；将造粒粉采用干压成型或冷等静压成型工艺在100-200MPa下压成生坯；将生坯放入真空炉内，采用真空或常压烧结方式，在2000～2300℃温度下保温0.5～5h完成烧结得到碳化硼陶瓷。本发明由于采用价格低廉的粗颗粒碳化硼粉体为原料，采用可规模化生产的无压烧结工艺，可以大大降低碳化硼陶瓷的制造成本，适用于核电、半导体装备、装甲防护等领域。

主权项

一种基于粗颗粒粉体的无压烧结碳化硼陶瓷制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将各种原料放入混料容器中，所述的各种原料包括以下重量百分比的各组分：碳化硼粉70～80wt％，碳粉4～8wt％，氧化钇粉0.7～2wt％，余量的粘结剂和分散剂，然后加入去离子水球磨制浆，所得的浆料的固相含量为25～45wt％；(2)将步骤(1)所得浆料，利用喷雾干燥造粒工艺制得造粒粉体，具体为：采用料浆泵将步骤(1)中制备的浆料送入喷雾干燥造粒机的造粒喷头中雾化，浆料泵输送浆料的压力为0.02～0.4Mpa；或者利用蠕动泵将浆料送入喷雾干燥造粒机的离心转盘喷头中形成微小雾滴，离心转盘转速为2000～20000转/分钟，喷雾干燥造粒机的进口温度为120～250℃，出口温度80～150℃；(3)将步骤(2)所制得的造粒粉采用干压法成型或冷等静压成型工艺压制成生坯，成型压力为100～200MPa；(4)将步骤(3)所制得的生坯放入高温真空烧结炉内，采用无压烧结工艺进行烧结，具体为：1600℃以前控制炉内真空度为10～600Pa，1600℃通入惰性保护气体，或加热前通入惰性保护气体至常压，随后在2000～2300℃温度下保温0.5～5h完成烧结得到碳化硼陶瓷。