一种二硼化钛复合材料的制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01138361.5

申请日:

2001.12.28

公开号:

CN1428311A

公开日:

2003.07.09

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2005.4.20|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C04B35/58

主分类号:

C04B35/58

申请人:

武汉科技大学

发明人:

李远兵; 李楠

地址:

430081湖北省武汉市青山区建设一路

优先权:

专利代理机构:

武汉开元专利代理有限责任公司

代理人:

樊戎

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内容摘要

本发明涉及一种耐火材料的生产方法。其技术方案是将金属硅粉为20~32%、硼酸粉为35~56%、钛白粉为22~40%;或者金属硅粉为25~40%、三氧化二硼粉为20~45%、钛白粉为30~45%制成混合粉后,加入0~3%的甘油混合成型,在80~120℃下烘干。然后采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理,处理温度为1300~1700℃,保温时间1~6小时,自然升温。所制成的TiB2复合材料具有致密、高强度、耐磨性好、成本低的特点。

权利要求书

1: 一种二硼化钛复合材料的制造方法,其特征在于将金属硅粉、钛白粉与 硼酸粉或三氧化二硼粉制成混合粉,采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理。
2: 根据权利要求1所述的二硼化钛复合材料的制造方法,其特征在于金属 硅粉为20~32%、钛白粉为22~40%、硼酸粉为35~56%;或者金属硅粉为25~ 40%、钛白粉为30~45%、三氧化二硼粉为20~45%。
3: 根据权利要求1、2中任一项所述的二硼化钛复合材料的制造方法,其 特征在于将所制成的混合粉在混合机中加入结合剂为0~3%的甘油,混合成型, 在80~120℃下烘干,然后放入炉内采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理,处 理温度为1300~1700℃,保温时间1~6小时,自然升温。
4: 根据权利要求1-3中任一项所述的二硼化钛复合材料的制造方法,其特 征在于用上述方法制成的二硼化钛复合材料。

说明书


一种二硼化钛复合材料的制造方法

    本发明属于陶瓷组合物领域,尤其涉及一种耐火材料的生产方法。

    TiB2是一种极有开发潜力和应用前景的材料,目前制备TiB2或TiB2复合材料的主要方法有:

    1.直接合成法:

    2.非金属热还原法:

    3.金属热还原法:

    4.碳化硼法:

    5.电解法:

    第1种方法采用价格很昂贵的金属钛和硼为原料,成本高;第5种方法需要消耗大量的电能,同时由于B2O3的挥发,对设备造成了很大的破坏;而比较普遍的制备方法是2、3、4种,这些方法中又以铝热、镁热、碳热还原法居多,由于这些物质化学性质活泼,反应迅速,难以控制,合成出的TiB2复合材料疏松多孔,难以实现材料的致密化,因而只能采用动力强化等方法来获得致密的TiB2复合材料,成本高,不易大规模生产。

    本发明的任务是在惰性气氛或还原气氛下,利用硅热还原法提供一种制备具有致密、强度高、耐磨性好、成本低的TiB2复合材料的方法。

    为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是将金属硅粉、钛白粉与硼酸粉或三氧化二硼粉制成混合粉,采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理。

    其中金属硅粉为20~32%、钛白粉为22~40%、硼酸粉为35~56%;或者金属硅粉为25~40%、钛白粉为30~45%、三氧化二硼粉为20~45%。

    将所制成的混合粉在混合机中加入结合剂为0~3%的甘油,混合成型,在80~120℃下烘干,然后放入炉内采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理,处理温度为1300~1700℃,保温时间1~6小时,自然升温。

    由于采用上述技术方案,本发明克服了因反应剧烈导致材料疏松多孔的缺点,使反应过程利于控制;同时由于生成的SiO2具有玻璃相的特点,TiB2可以均匀地分布,达到弥散分布的状态,起到弥散增韧的效果。玻璃相可以封闭反应生成的气孔,反应生成物的气孔率低。又由于Ti(C,N)的生成,第二相的加入可以抑制晶粒的长大,促进致密化,大幅度提高材料的性能。弥散增韧和颗粒的抑制长大两者共同作用,使本发明所制备的TiB2复合材料具有致密、高强度、耐磨性好、成本低的特点。

    实施例1:将25~32%金属硅粉、40~56%硼酸粉和30~40%的钛白粉(锐钛型)混合均匀后,或者将25~35%金属硅粉、25~40%三氧化二硼粉和30~40%的钛白粉(锐钛型),制成混合粉;在混合机中加入结合剂为0~3%的甘油,混合成型,在80~120℃下烘干,然后放入炉内埋炭处理,处理温度为1300~1700℃,保温时间1~6小时,自然升温。处理完毕,经XRD检测,其物相组成为TiB2、Ti(C0.7,N0.3)和SiO2玻璃相,体积密度为2.45g/cm3,气孔率为4%。

    实施例2:将25~32%金属硅粉、40~56%硼酸粉和30~40%的钛白粉(锐钛型)混合均匀后,或者将25~35%金属硅粉、25~40%三氧化二硼粉和30~40%的钛白粉(锐钛型),制成混合粉;在混合机中加入结合剂为0~3%的甘油,混合成型,在80~120℃下烘干,然后放入炉内采用惰性气体保护,处理温度为1300~1700℃,保温时间1~6小时,自然升温。处理完毕,经XRD检测,其物相组成为TiB2和SiO2玻璃相,体积密度为2.50g/cm3,气孔率为3.5%。

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本发明涉及一种耐火材料的生产方法。其技术方案是将金属硅粉为2032、硼酸粉为3556、钛白粉为2240;或者金属硅粉为2540、三氧化二硼粉为2045、钛白粉为3045制成混合粉后,加入03的甘油混合成型,在80120下烘干。然后采用惰性气体保护或炉内埋炭还原处理,处理温度为13001700,保温时间16小时,自然升温。所制成的TiB2复合材料具有致密、高强度、耐磨性好、成本低的特点。。

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