CN102659131A - 一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法 - Google Patents

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李贺军
姚栋嘉
李克智
付前刚
王永杰
张东生
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Abstract

本发明涉及一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法，一种低成本短周期制备HfB2粉体的方法，其特点如下：将HfCl4、H3BO3、酚醛树脂分别溶于无水乙醇中，将制得的醇溶液混合后滴入浓氨水调pH值至4-4.5使溶液转变为溶胶，并最终形成凝胶。将凝胶置于烘箱中60-100℃烘干20-30小时后，得到干凝胶，将干凝胶球磨后再经1400-1800℃高温热处理得到纯度较高的HfB2粉体。本研究采用了无机盐醇溶液的先驱体转化，结合溶胶凝胶及碳热还原反应，制备出了低成本短周期高纯度的HfB2粉体。

Description

一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法。
背景技术
HfB2具有高熔点、高硬度和良好的的传热、导电性能等特性，是一种性能优异的超高温陶瓷材料。除了可以应用在空天飞行器的鼻锥和前缘之外，还可用于发动机、熔融金属的坩埚、切削工具和耐磨涂层等。HfB2价格昂贵，致密比较困难，在工艺过程中容易混入难除掉的杂质。在制备工艺方面，传统的方法有：金属铪和硼在惰性气体或真空中熔融合成法，碳还原法、自蔓延高温合成法、化学气相渗透法。直接合成法的原料比较昂贵，粉末粒度粗大，活性低。自蔓延高温合成法反应速度太快，反应往往进行得不完全，杂质相应的也会较多，而且其反应过程、产物结构及性质难以控制。化学气相渗透法合成适用于进行化学气相渗透的先驱体气源难度大，工艺对设备要求高、投入大、工艺周期长。
魏春城，田贵山，孟凡涛，冯柳等人于2009年在硅酸盐通报第28卷第1期公开了名为“硼化铪粉体的制备与表征”的文献，分别采用活性炭和碳纤维作为还原剂，通过碳热还原法，以HfO2凝胶与B2O3为原料，聚乙二醇(PEG)作分散剂，在氩气气氛下1750℃保温1h制备出了HfB2粉体，该方法制备的HfB2粉体含有HfB粉体，纯度不高，以碳纤维为还原剂反应活性差，导致反应不完全。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法，克服现有技术制备HfB2粉体杂质较多，纯度不高，原料昂贵，工艺周期长等问题。
技术方案
一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氯化铪HfCl4、硼酸H3BO3、酚醛树脂分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂的摩尔比为1∶1∶1～1∶7∶14，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；所述酚醛树脂的残碳率为60％；
步骤2：将三种按照上述配比的溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水NH3·H2O调节溶液的pH值为4～4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的湿凝胶在烘箱内60～100℃烘干处理20～30小时，再经球磨机球磨20-30h，设置转速为220～270r/min，正反换向运行周期设置为15-30min
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将步骤3球磨得到的粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1400～1800℃处理0.5-2h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
有益效果
本发明提出的一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法，将无机盐先驱体转化为醇溶胶，干燥球磨制成纳米粉体，增加反应活性，同时采用酚醛树脂作为碳源，均匀地散布于醇溶胶内，有利于先驱体在高温下反应的均匀性，从而提高了制得粉体的纯度(98％)，在短周期(2天)内制备HfB2粉体。
有益效果是：由于将无机盐和酚醛溶解至无水乙醇制成醇溶液，充分搅拌成混合溶液并利用溶胶-凝胶法制成纳米粉体，提高了前驱粉体混合的均匀性，有效地增加了粉体的反应活性，从而在短周期内制备了高纯度的HfB2粉体，且成本低廉，操作简单。
附图说明
图1：本发明所制备HfB2粉体的X-射线衍射图谱
图2：本发明所制备HfB2的微观形貌SEM像
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
实例1：
步骤1：将氯化铪(HfCl4)、硼酸(H3BO3)、酚醛树脂(残碳率为60％)分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂摩尔比为1∶2∶4，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；
步骤2：将三种溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水(NH3·H2O)调节溶液的pH值为4-4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的三种湿凝胶在烘箱内80℃烘干处理24小时，再经行星式球磨机球磨24h，设置转速为250r/min，正反换向运行周期设置为20min；
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1800℃处理1h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
实例2：
步骤1：将氯化铪(HfCl4)、硼酸(H3BO3)、酚醛树脂(残碳率为60％)分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂摩尔比为1∶4∶8，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；
步骤2：将三种溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水(NH3·H2O)调节溶液的pH值为4-4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的三种湿凝胶在烘箱内80℃烘干处理24小时，再经行星式球磨机球磨24h，设置转速为250r/min，正反换向运行周期设置为20min
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1800℃处理1h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
实例3：
步骤1：将氯化铪(HfCl4)、硼酸(H3BO3)、酚醛树脂(残碳率为60％)分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂摩尔比为1∶6∶12，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；
步骤2：将三种溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水(NH3·H2O)调节溶液的pH值为4-4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的三种湿凝胶在烘箱内80℃烘干处理24小时，再经行星式球磨机球磨24h，设置转速为250r/min，正反换向运行周期设置为20min；
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1800℃处理1h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
实例4：
步骤1：将氯化铪(HfCl4)、硼酸(H3BO3)、酚醛树脂(残碳率为60％)分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂摩尔比为1∶4∶6，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；
步骤2：将三种溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水(NH3·H2O)调节溶液的pH值为4-4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的三种湿凝胶在烘箱内80℃烘干处理24小时，再经行星式球磨机球磨24h，设置转速为250r/min，正反换向运行周期设置为20min；
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1400℃处理1h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
实例5：
步骤1：将氯化铪(HfCl4)、硼酸(H3BO3)、酚醛树脂(残碳率为60％)分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂摩尔比为1∶4∶10，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；
步骤2：将三种溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水(NH3·H2O)调节溶液的pH值为4-4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的三种湿凝胶在烘箱内80℃烘干处理24小时，再经行星式球磨机球磨24h，设置转速为250r/min，正反换向运行周期设置为20min；
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1600℃处理1h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。

Claims (1)

1.一种硼化铪HfB2抗烧蚀粉体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氯化铪HfCl4、硼酸H3BO3、酚醛树脂分别溶于酒精溶液，其中，HfCl4、H3BO3及酚醛树脂的摩尔比为1∶1∶1～1∶7∶14，用磁力搅拌器将溶液分别搅拌均匀备用；所述酚醛树脂的残碳率为60％；
步骤2：将三种按照上述配比的溶液在磁力搅拌器的搅拌下混合均匀，并用浓氨水NH3·H2O调节溶液的pH值为4～4.5，充分搅拌后制得湿凝胶；
步骤3：将制得的湿凝胶在烘箱内60～100℃烘干处理20～30小时，再经球磨机球磨20-30h，设置转速为220～270r/min，正反换向运行周期设置为15-30min
步骤4：在400～600ml/minAr气保护下将步骤3球磨得到的粉体在石墨化炉中以5～10℃/min升温速度升温到1400～1800℃处理0.5-2h后断电降温，制得硼化铪HfB2抗烧蚀粉体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108358645A (zh) * 2018-05-03 2018-08-03 四川大学 一种制备高致密度二硼化铪陶瓷的方法
CN110318254A (zh) * 2019-08-11 2019-10-11 西南石油大学 一种碳纤维表面HfB2涂层的制备方法
CN114477200A (zh) * 2022-03-03 2022-05-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备硼化铪粉体的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769185A (en) * 1972-12-18 1973-10-30 Secretary Electrolytic preparation of zirconium and hafnium diborides using a molten, cryolite-base electrolyte
CN101428812A (zh) * 2008-09-19 2009-05-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高纯硼化铪粉体的合成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769185A (en) * 1972-12-18 1973-10-30 Secretary Electrolytic preparation of zirconium and hafnium diborides using a molten, cryolite-base electrolyte
CN101428812A (zh) * 2008-09-19 2009-05-13 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高纯硼化铪粉体的合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏春城等: "硼化铪粉体的制备与表征", 《硅酸盐通报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108358645A (zh) * 2018-05-03 2018-08-03 四川大学 一种制备高致密度二硼化铪陶瓷的方法
CN108358645B (zh) * 2018-05-03 2021-06-25 四川大学 一种制备高致密度二硼化铪陶瓷的方法
CN110318254A (zh) * 2019-08-11 2019-10-11 西南石油大学 一种碳纤维表面HfB2涂层的制备方法
CN110318254B (zh) * 2019-08-11 2021-12-03 西南石油大学 一种碳纤维表面HfB2涂层的制备方法
CN114477200A (zh) * 2022-03-03 2022-05-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种制备硼化铪粉体的方法

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