可低温密实化且同时具有高强、高硬与高韧性的高熵二硼化物陶瓷及其制备方法

    公开(公告)号:CN117286381A

    公开(公告)日:2023-12-26

    申请号:CN202310975165.X

    申请日:2023-08-03

    Abstract: 本发明公开一种可低温密实化且同时具有高强、高硬与高韧性的高熵二硼化物陶瓷及其制备方法,主要成分为M1B2和金属相M2,M1由至少三种元素构成,元素选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W和V;M2由至少一种元素构成,元素选自Mo、Cr、Ni、Co和Fe。采用过渡金属氧化物、碳化硼和碳粉作为起始粉末,按照设计配比混料后干压成型,通过硼热/碳热还原反应得到相分离的高熵硼化物粉块,经研磨过筛后将高熵硼化物粉末与金属粉体按照设计配比混料后采用放电等离子体烧结实现致密化,得到高熵二硼化物陶瓷。本发明获得一种集高致密度、高强度、高硬度与高韧性于一身的高熵二硼化物陶瓷,制备工艺简单,烧结温度不高于1650℃,会极大降低高熵二硼化物陶瓷的制备成本。

    金刚石-B4C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法

    公开(公告)号:CN114315354B

    公开(公告)日:2023-02-07

    申请号:CN202111641915.7

    申请日:2021-12-29

    Abstract: 本发明涉及一种金刚石‑B4C‑SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法,以金刚石粉末、Si粉和B粉的混合物为原料,放电等离子烧结采用两步法进行原位烧结,烧结前段以100~200℃/min的速率升温至最高温度T1;随后经过5~15min的降温过程,从最高温度降至T2,从而得到金刚石‑B4C‑SiC三相复合陶瓷;其中,T1为1550℃~1600℃,T2为1500℃~1550℃,T1与T2的差值不小于40℃。本发明以匀速降至1500℃~1550℃这一温度阶段代替传统的保温阶段,有效地防止了金刚石石墨化,在低于碳化硼致密化的温度下解决了金刚石石墨化的问题,并且有效地抑制了样品中SiO2的残留,促进了样品的致密化,提高了力学性能,所得三相复合陶瓷结构致密,界面结合良好,无石墨残留,具有轻质,超硬,高强、高韧的特点。

    金刚石-B4C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法

    公开(公告)号:CN114315354A

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202111641915.7

    申请日:2021-12-29

    Abstract: 本发明涉及一种金刚石‑B4C‑SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法,以金刚石粉末、Si粉和B粉的混合物为原料,放电等离子烧结采用两步法进行原位烧结,烧结前段以100~200℃/min的速率升温至最高温度T1;随后经过5~15min的降温过程,从最高温度降至T2,从而得到金刚石‑B4C‑SiC三相复合陶瓷;其中,T1为1550℃~1600℃,T2为1500℃~1550℃,T1与T2的差值不小于40℃。本发明以匀速降至1500℃~1550℃这一温度阶段代替传统的保温阶段,有效地防止了金刚石石墨化,在低于碳化硼致密化的温度下解决了金刚石石墨化的问题,并且有效地抑制了样品中SiO2的残留,促进了样品的致密化,提高了力学性能,所得三相复合陶瓷结构致密,界面结合良好,无石墨残留,具有轻质,超硬,高强、高韧的特点。

    一种反应烧结制备组分可调的含BN复相陶瓷制备方法

    公开(公告)号:CN114133250A

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202111398885.1

    申请日:2021-11-19

    Abstract: 本发明涉及硼化物结构陶瓷领域,具体涉及一种反应烧结制备组分可调的含BN复相陶瓷制备方法,采用市售的TiN、Al和B三种粉体为原料,根据下列化学反应方程式进行粉体的配比:TiN+xAl+(3‑x)B=TiB2+xAlN+(1‑x)BN(1)其中,0≤x≤1,将原料粉体混料、干燥、过筛后进行放电等离子体烧结,得到所述复相陶瓷。TiN‑Al‑B体系化学计量比在一定范围内可调,不需要额外添加烧结产物,BN和AlN在复相陶瓷中的含量可以通过方程式(1)中x值的变化而变化,并对其微结构和性能进行调控,不需要添加任何烧结助剂。

    一种高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法

    公开(公告)号:CN112159211A

    公开(公告)日:2021-01-01

    申请号:CN202011068941.0

    申请日:2020-09-30

    Abstract: 本发明提供一种高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法,采用市售的亚微米级氧化铝粉体为原料,通过在粉料中喷洒去离子水来调节其中的水分含量;将原料粉体置于振动过筛机的筛网中,通过对粉体进行高频振动的同时利用筛网对粉料进行筛分,在高频振动的过程中,托盘中氧化铝坯体小球不断被振动压实,当其体积增大至所需球径时,把托盘中氧化铝坯体小球取出,进行高温空气气氛下无压烧结,烧结所得氧化铝陶瓷球再放置于热等静压炉中进行高温压力后处理,最终得到高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球。通过该方法得到的氧化铝陶瓷球,具有球径均匀、球形度好、致密度高、内部无明显缺陷等诸多优点。

    一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法

    公开(公告)号:CN111875385A

    公开(公告)日:2020-11-03

    申请号:CN202010692435.2

    申请日:2020-07-17

    Abstract: 本发明提供一种高强度、高硬度且低模量硼化钛纳米复相陶瓷的制备方法,其特征在于:采用市售的TiCxN1-x、B、B4C和Si粉体为原料,根据相应的化学反应方程式进行粉体的配比,将原料粉体混料、干燥、过筛后利用热压烧结或放电等离子体实现其致密化,得到所需复相陶瓷。本发明方法利用反应烧结原料的固溶体效应,通过反应与烧结同时发生这一特征,可以获得TiB2晶粒在纳米尺度的复相陶瓷,最终获得的复相陶瓷同时拥有高强度,硬度和低弹性模量;且原料价格便宜,方便易得,制备工艺简单,周期短,在1650℃-2000℃即可实现复相陶瓷的烧结致密化,有利于降低材料制备过程所需的能耗,获得陶瓷的致密度高。

    一种高纯度、高硬度且高致密度无氧硼块体及其制备方法

    公开(公告)号:CN118908235A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202411126871.8

    申请日:2024-08-16

    Abstract: 本发明涉及非氧化物结构陶瓷领域,具体涉及一种高纯度、高硬度且高致密度无氧硼块体及其制备方法,以市售的硼粉和碳化硼粉体或硼、碳混合物为原料,进行粉体的配比,将原料粉体混料、干燥和过筛后,在无压烧结、热压烧结或放电等离子体烧结的环境下对其进行烧结,得到所需的无氧硼块体。本发明通过通过改变添加到硼粉中的助剂含量即可实现B6O的去除,进而获得高纯度高硬度且高致密度的无氧硼块,原位调控其显微结构和力学性能。

    一种高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法

    公开(公告)号:CN112159211B

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202011068941.0

    申请日:2020-09-30

    Abstract: 本发明提供一种高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法,采用市售的亚微米级氧化铝粉体为原料,通过在粉料中喷洒去离子水来调节其中的水分含量;将原料粉体置于振动过筛机的筛网中,通过对粉体进行高频振动的同时利用筛网对粉料进行筛分,在高频振动的过程中,托盘中氧化铝坯体小球不断被振动压实,当其体积增大至所需球径时,把托盘中氧化铝坯体小球取出,进行高温空气气氛下无压烧结,烧结所得氧化铝陶瓷球再放置于热等静压炉中进行高温压力后处理,最终得到高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球。通过该方法得到的氧化铝

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