CN108275692A - 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法 - Google Patents

一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108275692A
CN108275692A CN201810169743.XA CN201810169743A CN108275692A CN 108275692 A CN108275692 A CN 108275692A CN 201810169743 A CN201810169743 A CN 201810169743A CN 108275692 A CN108275692 A CN 108275692A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
tih
unformed
hexagonal aln
fluxing agents
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810169743.XA
Other languages
English (en)
Inventor
胡前库
吴庆华
周爱国
王李波
陈进峰
侯鸣
侯一鸣
秦双红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN201810169743.XA priority Critical patent/CN108275692A/zh
Publication of CN108275692A publication Critical patent/CN108275692A/zh
Priority to CN201910091841.0A priority patent/CN109607559B/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/0602Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with two or more other elements chosen from metals, silicon or boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/14Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/146Compounds containing boron and nitrogen, e.g. borazoles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/58007Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides
    • C04B35/58014Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides based on titanium nitrides, e.g. TiAlON
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562Heating rate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567Treatment time

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,包括如下步骤:分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉;TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=(2.5~3.5)∶(0.7~1.3)∶(0.7~1.3)。将称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;向混合料中加入该混合料重量比15~30%的金属Pb粉作为助熔剂,混合均匀,压片,将压片放入石英管中,抽真空充Ar气密封;将石英管升温至600~900℃,保温12~24h;待上述步骤完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后,再采用稀盐酸除去样品中残留的Pb,得Ti3B2N。本发明通过添加Pb粉助熔剂,成功将Ti3B2N合成温度降低到了600~900℃,因此本发明可以明显降低Ti3B2N的合成温度,对于实际应用十分重要,适合工业规模化生产,降低生产成本。

Description

一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法
技术领域
本发明属于结构材料领域,具体涉及的是一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N 的方法。
背景技术
Ti3B2N是一种新型的三元层状化合物,它具有高模量(杨氏模量430.22 GPa,剪切模量181.06GPa),高强度等。同时,Ti3B2N具有很低的密度(理论密度4.80g/cm3)。
中国专利申请2016100610872公开了一种新型陶瓷晶体Ti3B2N及其制备方法,该申请采用高温固相反应法合成Ti3B2N,但是该申请需要的合成温度较高1100-1200℃,不利于产品的实际生产,且高温生产成本较高,且该申请公开的合成技术尚不成熟,还需继续改进。
因此,寻找其它合成方法,降低合成温度,对于Ti3B2N材料的实际应用具有很好的现实意义。
发明内容
本发明目的是克服上述现有技术中新材料Ti3B2N的合成温度高的问题缺陷,而提出的一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法。本发明提供的合成方法可以大幅降低Ti3B2N的合成温度,适合工业规模化生产,降低生产成本。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,所述合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比 TiH2∶B∶BN=(2.5~3.5)∶(0.7~1.3)∶(0.7~1.3);
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比15~30%的金属Pb粉作为助熔剂,混合均匀,压片,将压片放入石英管中,抽真空充Ar气密封;将该石英管升温至600~900℃,保温12~24h;
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后,再采用稀盐酸除去样品中残留的Pb,得Ti3B2N。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,步骤2)中,所述TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入反应器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌均匀后,自然晾干。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,加入无水乙醇混合搅拌5~30h后,自然晾干。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料1~5mm。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,步骤1)中,所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶ BN=(2.5~3)∶(1~1.3)∶(1~1.3);优选地,所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3∶1∶1。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,步骤3)中,以5~10℃/min的速率升温至600~900℃,保温12~24h;优选地,以6~8℃/min 的速率升温至600~900℃,保温12~24h。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,步骤3)中,升温至600~900℃,保温15~22h;优选地,升温至700~900℃;优选地,保温 15~20h。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,步骤4)中,所述稀盐酸的浓度为10-20%。
如上所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,优选,所述样品在所述稀盐酸中浸泡的时间为24~96h。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下优异效果:
1、本发明提供的合成方法可以大幅降低Ti3B2N的合成温度,该合成方法简单易操作,适合工业规模化生产,降低生产成本。
2、在本发明通过添加Pb粉助熔剂,成功将Ti3B2N合成温度降低到了 600~900℃,因此本发明可以明显降低Ti3B2N的合成温度,对于实际应用十分重要。
附图说明
图1:本发明中具体实施例1制备的Ti3B2N样品的XRD图谱。
图2:Ti3B2N化合物的理论XRD图谱。
图3:本发明中对照例1的XRD图谱。
图4:本发明中具体实施例2制备的Ti3B2N样品的XRD图谱。
图5:本发明中具体实施例3制备的Ti3B2N样品的XRD图谱。
图6:本发明中具体实施例4制备的Ti3B2N样品的XRD图谱。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的具体实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成 Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶ BN=(2.5~3.5)(例如2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4)∶(0.7~1.3)(例如0.7、0.9、1.0、1.1、1.15、1.2、1.25、1.26、1.27)∶(0.7~1.3)(例如0.7、 0.9、1.0、1.1、1.15、1.2、1.25、1.26、1.27);
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比15~30%(例如16%、 17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、 29%)的金属Pb粉作为助熔剂,混合均匀,压片,将压片放入石英管中,抽真空充Ar气密封;将该石英管升温至600~900℃(例如650℃、660℃、680℃、 700℃、720℃、740℃、760℃、780℃、800℃、820℃、840℃、860℃、880℃、 890℃),保温12~24h(例如13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h、 16.5h、17h、17.5h、18h、18.5h、19h、19.5h、20h、21h、22h、23h); 4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后,再采用稀盐酸除去样品中残留的Pb,得Ti3B2N。
在步骤3)中,压片过程中的压力须在3-8MPa(例如4MPa、4.5MPa、 5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、7.8MPa)。优选地,压片过程中的压力须在5MPa。
为使物料混合更加均匀,在TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉的混匀过程中优选添加无水乙醇作为分散剂。在步骤2)中,TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在TiH2粉、无定型B粉、六方 BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌均匀后,自然晾干。优选地,加入无水乙醇混合搅拌5~30h(例如6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、15h、18h、20h、21h、22h、23h、25h、26h、28h、29h)后,自然晾干。
在本发明的具体实施例中,进一步优选,无水乙醇的加入量保证其液面没过物料,即无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料。进一步优选,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料1~5mm(例如1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、 4.5mm、4.8mm)。
在本发明的具体实施例中,进一步优选,步骤1)中,TiH2粉、无定型 B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=(2.5~3)(例如2.65、2.75、2.85、2.95)∶(1~1.3)(例如1.1、1.15、1.2、1.25、1.26、1.27)∶(1~1.3)(例如1.1、1.15、1.2、1.25、1.26、1.27);再优选地,所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3∶1∶1。
在本发明的具体实施例中,进一步优选,步骤3)中,以5~10℃/min(例如5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min、7℃/min、7.5℃/min、8℃/min、8.5℃/min、 9℃/min、9.5℃/min)的速率升温至600~900℃(例如650℃、660℃、680℃、 700℃、720℃、740℃、760℃、780℃、800℃、820℃、840℃、860℃、880℃、 890℃),保温12~24h。优选地,以6~8℃/min(例如6.2℃/min、6.5℃/min、 7.3℃/min、7.6℃/min、7.8℃/min)的速率升温。
在本发明的具体实施例中,进一步优选,步骤3)中,在惰性保护气氛下升温至600~900℃(例如650℃、660℃、680℃、700℃、720℃、740℃、760℃、 780℃、800℃、820℃、840℃、860℃、880℃、890℃),保温15~22h;优选地,在惰性保护气氛下升温至700~900℃(例如750℃、760℃、780℃、800℃、 820℃、840℃、860℃、870℃、900℃)。再优选地,保温15~20h。
在本发明的具体实施例中,进一步优选,步骤4)中,稀盐酸的浓度为 10-20%(例如11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%);优选地,样品在稀盐酸中浸泡的时间为24~96h(例如26h、27h、28h、29h、 30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h、70h、75h、80h、85h、90h、 95h),具体浸泡时间取决于样品中Pb的含量,本发明对此不作限定。
总而言之,本发明采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法:按TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=(2.5~3.5)∶(0.7~1.3)∶ (0.7~1.3),称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉;将称取的TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混匀,加入重量比15~30%的金属Pb粉作为助熔剂,混合均匀,压片,将压片放入石英管中,抽真空充Ar气密封;将该石英管以 5~10℃/min的速率升温至600~900℃,保温12~24h;反应完成后,在惰性保护气氛下,样品随炉自然冷却至室温;采用稀盐酸除去样品中残留的Pb,得 Ti3B2N。在本发明合成方法中,通过添加Pb粉助熔剂,成功将Ti3B2N合成温度降低到了600~900℃。本发明的技术方案能成功将合成温度降低的主要原因为:在较低温度下,采用熔点较低的助熔剂进行熔化,在这样有液体的环境下,会促进参与固相反应的原料的扩散,从而可以在较低温度下开始反应。即本发明选用Pb粉助熔剂的原因:1)Pb熔点低327℃;2)同时不存在Pb-B、Pb-N、Pb-B-N的二元或三元化合物。故采用熔点较低的Pb粉作助熔剂能有效降低合成温度。
因此本发明可以明显降低Ti3B2N的合成温度,对于实际应用十分重要。
以下实施例中Pb粉、TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉均为市售产品,纯度为99.9%以上。
实施例1
本实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3∶ 1∶1;
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌18h 后,自然晾干。其中,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料3mm。
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比20%的金属Pb粉作为助熔剂,在玛瑙研钵中混合均匀,压片(压片过程中的压力须在5MPa),冷压成素坯块体;将素坯块体置于石英管中,抽真空充入Ar气,密封石英管;将该石英管以10℃/min的速率升温至800℃,保温18h。
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后;将样品置于浓度为15%稀盐酸中浸泡除去样品中残留的Pb,浸泡的时间为48h,用蒸馏水稀释,过滤离心,可得Ti3B2N黑色样品。
本实施例制备的Ti3B2N产品的XRD图谱见图1。由于Ti3B2N是一种新合成的物质,因此X射线衍射标准卡片库中尚未收录。采用晶体XRD谱图模拟软件poudrix,可得Ti3B2N的理论XRD图谱,见图2。将图1和图2进行比对,可确定合成样品中主相为Ti3B2N化合物。同时,样品中还含有少量的杂相(TiN,JCPDS卡片号:38-1420;TiB2,JCPDS卡片号:35-0741)。
对照例1
本对照例与实施例1的不同之处在于:没有加入Pb助熔剂,没有进行盐酸浸泡。其他合成步骤同实施例1。
本对照例制备的产品的XRD图谱见图3。从图3可以看出,在该对比例与实施例1其它条件相同,但不加入Pb助熔剂的情况下,对比例并不能获得Ti3B2N相。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:TiH2粉、无定型B粉、六方BN 粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=2.5∶1.3∶1.3。其他与实施例1相同。
本实施例制备的产品的XRD图谱见图4。虽然仍然是含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,但是实施例2与实施例1对比可知,该实施例2合成的样品中Ti3B2N的含量相比实施例1中的有减少。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于:含有样品的石英管加热温度为 600℃。其他与实施例1相同。
本实施例制备的产品的XRD图谱见图5。本实施例虽然仍然是含有 Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,但是该实施例3合成的样品中Ti3B2N的含量相比实施例1中的有减少。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于:加入混合料重量比15%的金属Pb 粉作为助熔剂,同时高温反应时间为12h。其他与实施例1相同。
本实施例制备的产品的XRD图谱见图6。虽然仍然是含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,但是该实施例3合成的样品中Ti3B2N的含量相比实施例1 中的有减少。
实施例5
本实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3.5∶ 0.7∶1;
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌30h 后,自然晾干。无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过 TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料2mm。
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比15%的金属Pb粉作为助熔剂,在玛瑙研钵中混合均匀,压片(压片过程中的压力须在3MPa),冷压成素坯块体;将素坯块体置于石英管中,抽真空充入Ar气,密封石英管;将该石英管以6℃/min的速率升温至700℃,保温14h。
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后;将样品置于浓度为15%稀盐酸中浸泡除去样品中残留的Pb,浸泡的时间为30h,用蒸馏水稀释,过滤离心,可得Ti3B2N黑色样品。
本实施例制备的产品的XRD图谱未示出。本实施例含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,且该实施例合成的样品中Ti3B2N的含量与实施例1中的相近似。
实施例6
本实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3∶ 0.8∶0.8;
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌25h 后,自然晾干。无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过 TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料4mm。
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比20%的金属Pb粉作为助熔剂,在玛瑙研钵中混合均匀,压片(压片过程中的压力须在8MPa),冷压成素坯块体;将素坯块体置于石英管中,抽真空充入Ar气,密封石英管;将该石英管以8℃/min的速率升温至800℃,保温17h。
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后;将样品置于浓度为12%稀盐酸中浸泡除去样品中残留的Pb,浸泡的时间为40h,用蒸馏水稀释,过滤离心,可得Ti3B2N黑色样品。
本实施例制备的产品的XRD图谱未示出。本实施例含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,且该实施例合成的样品中Ti3B2N的含量与实施例1中的相近似。
实施例7
本实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=2.5∶ 1∶1.3;
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌10h 后,自然晾干。无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过 TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料5mm。
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比22%的金属Pb粉作为助熔剂,在玛瑙研钵中混合均匀,压片(压片过程中的压力须在4MPa),冷压成素坯块体;将素坯块体置于石英管中,抽真空充入Ar气,密封石英管;将该石英管以7℃/min的速率升温至850℃,保温20h。
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后;将样品置于浓度为16%稀盐酸中浸泡除去样品中残留的Pb,浸泡的时间为80h,用蒸馏水稀释,过滤离心,可得Ti3B2N黑色样品。
本实施例制备的产品的XRD图谱未示出。本实施例含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,且该实施例合成的样品中Ti3B2N的含量与实施例1中的相近似。
实施例8
本实施例提供一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=2.8)∶ 1.1∶0.9;
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀过程为:在 TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌21h 后,自然晾干。无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过 TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料1mm。
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比18%的金属Pb粉作为助熔剂,在玛瑙研钵中混合均匀,压片(压片过程中的压力须在7MPa),冷压成素坯块体;将素坯块体置于石英管中,抽真空充入Ar气,密封石英管;将该石英管以7℃/min的速率升温至750℃,保温15h。
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后;将样品置于浓度为12%稀盐酸中浸泡除去样品中残留的Pb,浸泡的时间为96h,用蒸馏水稀释,过滤离心,可得Ti3B2N黑色样品。
本实施例制备的产品的XRD图谱未示出。本实施例含有Ti3B2N、TiB2和TiN三种相,且该实施例合成的样品中Ti3B2N的含量与实施例1中的相近似。
综上所述,本发明具有如下技术效果:
1、本发明提供的合成方法可以大幅降低Ti3B2N的合成温度,该合成方法简单易操作,适合工业规模化生产,降低生产成本。
2、在本发明通过添加Pb粉助熔剂,成功将Ti3B2N合成温度降低到了 600~900℃,因此本发明可以明显降低Ti3B2N的合成温度,对于实际应用十分重要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,所述合成Ti3B2N的方法包括如下步骤:
1)分别称取TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉,备用;
且所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=(2.5~3.5)∶(0.7~1.3)∶(0.7~1.3);
2)将步骤1)中称取的TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入容器中混合搅拌均匀,得混合料;
3)向步骤2)中的混合料中加入该混合料重量比15~30%的金属Pb粉作为助熔剂,混合均匀,压片,将压片放入石英管中,抽真空充Ar气密封;将该石英管升温至600~900℃,保温12~24h;
4)待步骤3)完成后得样品;样品随炉自然冷却至室温后,再采用稀盐酸除去样品中残留的Pb,得Ti3B2N。
2.如权利要求1所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,步骤2)中,所述TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉放入反应器中混合搅拌均匀过程为:在TiH2粉、无定型B粉、六方BN粉混合搅拌中再加入无水乙醇混合搅拌均匀后,自然晾干。
3.如权利要求2所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,加入无水乙醇混合搅拌5~30h后,自然晾干。
4.如权利要求2所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料。
5.如权利要求2或4所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,无水乙醇的加入量必须满足该无水乙醇液面完全淹没高过TiH2粉、无定型B粉和六方BN粉混合后的物料1~5mm。
6.如权利要求1所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,步骤1)中,所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=(2.5~3)∶(1~1.3)∶(1~1.3);
优选地,所述TiH2粉、所述无定型B粉和所述六方BN粉三种原料的摩尔比TiH2∶B∶BN=3∶1∶1。
7.如权利要求1所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,步骤3)中,以5~10℃/min的速率升温至600~900℃,保温12~24h;
优选地,以6~8℃/min的速率升温至600~900℃,保温12~24h。
8.如权利要求1所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,步骤3)中,升温至600~900℃,保温15~22h;
优选地,升温至700~900℃;
优选地,保温15~20h。
9.如权利要求1所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,步骤4)中,所述稀盐酸的浓度为10-20%。
10.如权利要求9所述的采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法,其特征在于,所述样品在所述稀盐酸中浸泡的时间为24~96h。
CN201810169743.XA 2018-02-08 2018-02-08 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法 Withdrawn CN108275692A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810169743.XA CN108275692A (zh) 2018-02-08 2018-02-08 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法
CN201910091841.0A CN109607559B (zh) 2018-02-08 2019-01-30 一种采用金属粉助熔剂合成三元层状化合物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810169743.XA CN108275692A (zh) 2018-02-08 2018-02-08 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108275692A true CN108275692A (zh) 2018-07-13

Family

ID=62808836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810169743.XA Withdrawn CN108275692A (zh) 2018-02-08 2018-02-08 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108275692A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109160520A (zh) * 2018-09-01 2019-01-08 河南理工大学 一种球磨处理原料合成高纯度Ti3B2N材料的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109160520A (zh) * 2018-09-01 2019-01-08 河南理工大学 一种球磨处理原料合成高纯度Ti3B2N材料的方法
CN109160520B (zh) * 2018-09-01 2021-04-27 河南理工大学 一种球磨处理原料合成高纯度Ti3B2N材料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3101090A1 (en) Method for producing and method for processing complex fluoride phosphor
CN108383133A (zh) 一种采用Sn助熔剂合成Ti3B2N的方法
CN108328587A (zh) 一种采用Al助熔剂合成Ti3B2N的方法
CN108275692A (zh) 一种采用Pb助熔剂合成Ti3B2N的方法
CN109607559A (zh) 一种采用金属粉助熔剂合成三元层状化合物的方法
CN114566303A (zh) 一种包容含钼放射性废物的改性透辉石玻璃固化体的制备方法
CN109279617A (zh) 一种云母的化学合成方法
CN108439989A (zh) 一种采用Zn助熔剂合成Ti3B2N的方法
CN105481621B (zh) 制备三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的配方及方法
US4406871A (en) Process for growing diamonds
CN109160520A (zh) 一种球磨处理原料合成高纯度Ti3B2N材料的方法
EP0064226A1 (en) Ceramic hydrogen ion conductor and its preparation
CN106634993B (zh) 一种立方状铌酸锶钠红色荧光粉及其制备方法
CN106941193A (zh) 用于二次电池的结晶化玻璃的制造方法和包含硫化物的电极
JPH02107600A (ja) ホウ酸アルミニウムウィスカーの製造方法
Xun et al. Hydrothermal synthesis of complex fluorides LiHoF4 and LiErF4 with scheelite structures under mild conditions
CN110745866A (zh) 一种锑基金属溴化物的一步合成法及其应用于溴气的可逆存储与释放
CN108862301A (zh) 高纯度Ti3B2N材料的新型制备方法
CN108912802A (zh) 膨润土活性增稠防沉流变剂及其制备方法
US3291662A (en) Compound and composition containing ammonia, hydrazine, and decaborane
US2119551A (en) Making alumina and potassium sulphate
JPS6133622B2 (zh)
CN106116162B (zh) 一种教学用研钵及其制备方法
US2211415A (en) Potassium-sodium-lead alloy
US1037591A (en) Process of making aluminum sulfate.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180713