CN115010500A - 一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于氮化硼技术领域，具体为一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料及其制备方法，该基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法如下：步骤一、将六方氮化硼粉末和触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，可以获得氮化硼块，该氮化硼块为六方氮化硼和立方氮化硼的混合物；步骤二、粉碎氮化硼块，获取氮化硼颗粒，然后将氮化硼颗粒放入盐酸溶液中浸泡，随后用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗完毕后，在依次使用清水、乙醇对氮化硼颗粒进行清洗；本发明对六方氮化硼进行反复的破碎、压制，重复压制可以提高六方氮化硼的转化率，进而降低复合材料微粒中六方氮化硼的含量，这样可以提高复合材料微粒的耐磨性能。

Description

一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及氮化硼技术领域，具体为一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料及其制备方法。
背景技术
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，具有六方氮化硼、菱方氮化硼、立方氮化硼和纤锌矿氮化硼四种不同的变体。其中立方氮化硼具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外性和较宽的禁带宽度等优异性能。立方氮化硼的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石。立方氮化硼是一种磨削性能十分优异的材料，现有的耐高温耐磨复合材料其主要成分就是立方氮化硼。
立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，但是六方氮化硼的转化率有限，即立方氮化硼中会含有一定量的六方氮化硼，而六方氮化硼的耐磨性能低于立方氮化硼，当六方氮化硼的含量较高时，会导致成品的耐磨性能变差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的耐高温耐磨复合材料中六方氮化硼含量较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料，包括复合材料微粒，所述复合材料微粒按质量份数包括立方氮化硼88～92份、六方氮化硼8～12份、氮化铝23～28份、二氧化硅31～36份、氧化铝12～17份及碳化硅11～22份；所述复合材料微粒呈圆形，所述复合材料微粒的粒径为100～200目。
一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，该基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法如下：
步骤一、将六方氮化硼粉末和触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，可以获得氮化硼块，该氮化硼块为六方氮化硼和立方氮化硼的混合物；
步骤二、粉碎氮化硼块，获取氮化硼颗粒，然后将氮化硼颗粒放入盐酸溶液中浸泡，随后用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗完毕后，在依次使用清水、乙醇对氮化硼颗粒进行清洗；
步骤三、将清洗后的氮化硼颗粒与触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，再次获取氮化硼块；
步骤四、重复步骤二及步骤三1～2次；
步骤五、粉碎氮化硼块，然后将氮化硼颗粒放入高氮酸中进行浸泡，同时使用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗完毕后，在依次使用清水、乙醇对氮化硼颗粒进行清洗；
步骤六、将氮化硼颗粒与氮化铝粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末及碳化硅粉末混合，然后将混合物放置到高温高压下进行烧结、压制，获取半成品；
步骤七、对半成品进行粉碎，获取半成品颗粒，然后对半成品颗粒进行研磨，使其成为粒径为100～200目的复合材料微粒，该复合材料微粒即为耐高温耐磨复合材料。
优选的，所述步骤一中触媒的材质为镁粉和氮化镁粉，所述镁粉和氮化镁粉的质量之比为3∶7～12。
优选的，所述步骤二中氮化硼颗粒放入盐酸溶液中的浸泡时间为8～10小时，在对盐酸溶液中的氮化硼颗进行超声波清洗时，清洗时间为60～90分钟。
优选的，当需要重复步骤二时，所述步骤三中的触媒的材质为镁粉和氮化镁粉；当不需要需要重复步骤二时，所述步骤三中的触媒的材质为氧化硼和氮化铝。
优选的，所述步骤五氮化硼颗粒放入高氮酸中进行浸泡时间为3～4小时，在对高氮酸中的氮化硼颗进行超声波清洗时，清洗时间为60～90分钟。
优选的，所述步骤二及步骤五中，在粉碎氮化硼块后，氮化硼颗粒的直径小于200目。
优选的，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明对六方氮化硼进行反复的破碎、压制，重复压制可以提高六方氮化硼的转化率，进而降低复合材料微粒中六方氮化硼的含量，通过降低六方氮化硼的含量可以提高复合材料微粒的耐磨性能；
2)本发明每次对六方氮化硼进行烧结、压制前，都会先除去六方氮化硼中混合的触媒，然后在重新添加新的触媒，重新添加触媒，不但可以提高六方氮化硼的转化率，还可以降低氮化硼的分解率。
附图说明
图1为本发明生产流程示意图；
图2为本发明六方氮化硼含量与复合材料微粒耐磨性能折线图；
图3为本发明六方氮化硼含量与烧结次数折线图；
图4为本发明六方氮化硼含量与触媒的关系图；
图5为本发明氮化硼分解率与触媒关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料，该基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料由复合材料微粒组成，复合材料微粒外侧的锐角需要进行钝化，复合材料微粒的粒径在100～200目，粒径过小会导致材料的粉末化，而粒径过大则不适合用作研磨；复合材料微粒按质量份数包括立方氮化硼88～92份、六方氮化硼8～12份、氮化铝23～28份、二氧化硅31～36份、氧化铝12～17份及碳化硅11～22份，其中六方氮化硼在高温下压制成立方氮化硼后，立方氮化硼与六方氮化硼的比值可以达到(88～92)∶(8～12)，该范围内六方氮化硼的比重较低，已经不会对复合材料微粒产生较重的影响。
一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，该基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法如下：
步骤一、将六方氮化硼粉末和触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，该过程中温度为1500～1700℃，压力约为6GPa，烧制过程中，温度温度缓慢增大，温度增长速度不超过2摄氏度每分钟，触媒的材质为镁粉和氮化镁粉，镁粉和氮化镁粉的质量之比为3∶7～12，可以获得氮化硼块，该氮化硼块为六方氮化硼和立方氮化硼的混合物；
步骤二、粉碎氮化硼块，获取氮化硼颗粒，氮化硼颗粒的直径小于200目，然后将氮化硼颗粒放入盐酸溶液中浸泡，通过盐酸溶液对镁元素进行清除，从而使得氮化硼颗粒中只存在氮化硼，盐酸溶液的浓度为2.5～2.6mol/L，浸泡时间为8～10小时，随后用超声波对盐酸溶液中的氮化硼颗粒进行清洗，清洗时间为60～90分钟，清洗完毕后，使用清水对氮化硼颗粒进行清洗，该过程中同样使用超声波对其进行清洗，清洗时间为5～10分钟，该过程主要为了洗去盐酸，氮化硼在高温下也会分解产生硼酸盐，水会造成硼酸盐反应，所以最后需要用乙醇对硼酸盐进行清除，随后再使用乙醇对其进行清洗，该过程中同样使用超声波对其进行清洗，清洗时间为15～20分钟；
步骤三、将清洗后的氮化硼颗粒与触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，再次获取氮化硼块，该过程中温度为1500～1700℃，压力约为6GPa，；
步骤四、重复步骤二1～2次，随着重复次数的增加六方氮化硼的含量会降低，但是三至四次后，随着重复进行步骤二及步骤三，六方氮化硼的含量已经难以出现明显的降低，甚至还会出现反弹；当需要重复步骤二时，步骤三中的触媒的材质为镁粉和氮化镁粉，重复步骤二时，为了方便除去触媒，所以使用金属材质，而除去触媒，再添加新的触媒，可以使得六方氮化硼更容易被压制成立方氮化硼；当不需要需要重复步骤二时，步骤三中的触媒的材质为氧化硼和氮化铝，此时最后一次进行步骤三，在六方氮化硼被转换成立方氮化硼，需要防止氮化硼分解，所以添加了氧化硼和氮化铝。同时氧化硼和氮化铝也可以作为触媒；
步骤五、粉碎氮化硼块，粉碎后，氮化硼颗粒的直径小于200目，然后将氮化硼颗粒放入高氮酸中进行浸泡，通过高氮酸进行除碳，浸泡时间为3～4小时，同时使用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗时间为60～90分钟，清洗完毕后，在使用清水对化硼颗粒进行清洗，该过程中同样使用超声波对其进行清洗，清洗时间为5～10分钟，随后再使用乙醇对其进行清洗，该过程中同样使用超声波对其进行清洗，清洗时间为15～20分钟；
步骤六、将氮化硼颗粒与氮化铝粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末及碳化硅粉末混合，加上步骤三中使用的氮化铝粉末，复合材料微粒按质量份数包括立方氮化硼88～92份、六方氮化硼8～12份、氮化铝23～28份、二氧化硅31～36份、氧化铝12～17份及碳化硅11～22份，然后将混合物放置到高温高压下进行烧结、压制，获取半成品；
步骤七、对半成品进行粉碎，获取半成品颗粒，然后对半成品颗粒进行研磨，该研磨过程可以加速半成品颗粒，使其对氮化硼块进行冲撞，从而对半成品颗粒上的棱角进行打磨，打磨完毕后，对其进行分筛，其中粒径为100～200目的半成品颗粒即为复合材料微粒，也就是耐高温耐磨复合材料，粒径小于200目的，将其返回步骤六，进行重新烧结，进而减少材料的浪费。
步骤二及步骤五中，在粉碎氮化硼块后，氮化硼颗粒的直径小于200目。
图2中，六方氮化硼含量指的是六方氮化硼与立方氮化硼的混合物中，六方氮化硼所占比重；耐磨性能增幅指的是，在同等工作条件下，六方氮化硼含量不同的复合材料微粒的重量与六方氮化硼含量为20％的复合材料微粒的重量的比值，同等工作条件下指的是复合材料微粒对相同材料的进行氮化硼块进行冲撞，4小时后，粒径为100～200目的复合材料微粒的总重量，由图2可以看出，当六方氮化硼含量低于12％时，复合材料微粒的耐磨性能已经难以出现明显的提升；
图3中，烧结次数，表示氮化硼一共被烧结的次数，六方氮化硼含量指的是六方氮化硼与立方氮化硼的混合物中，六方氮化硼所占比重；由图3可以看出，在烧结此时达到四次后，六方氮化硼含量已经难以出现明显的降低；
图4中，烧结次数，表示氮化硼一共被烧结的次数，六方氮化硼含量指的是在除去残留触媒时，六方氮化硼与立方氮化硼的混合物中六方氮化硼所占比重；其中上方的折线表示不添加新的触媒进行高温高压烧结，下方的折线表示添加新的触媒进行高温高压烧结，由图4可以看出，不清除残存的触媒，当六方氮化硼达到17％的含量时，其含量已经很难继续下降；
图5中，烧结次数，表示氮化硼一共被烧结的次数，氮化硼分解率表示分解的氮化硼与初始氮化硼总重只比；图5中，上方的折线表示，不清除触媒直接进行烧结，下方的折线，表示每次烧结后，都重新更换触媒，有图5可以看出，在更换新的触媒后，氮化硼的分解率相比于不更换新触媒会出现明显降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料，包括复合材料微粒，其特征在于：所述复合材料微粒按质量份数包括立方氮化硼88～92份、六方氮化硼8～12份、氮化铝23～28份、二氧化硅31～36份、氧化铝12～17份及碳化硅11～22份；所述复合材料微粒呈圆形，所述复合材料微粒的粒径为100～200目。
2.根据权利要求1所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：该基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法如下：
步骤一、将六方氮化硼粉末和触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，可以获得氮化硼块，该氮化硼块为六方氮化硼和立方氮化硼的混合物；
步骤二、粉碎氮化硼块，获取氮化硼颗粒，然后将氮化硼颗粒放入盐酸溶液中浸泡，随后用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗完毕后，在依次使用清水、乙醇对氮化硼颗粒进行清洗；
步骤三、将清洗后的氮化硼颗粒与触媒放置到高温高压下进行烧结、压制，再次获取氮化硼块；
步骤四、重复步骤二及步骤三1～2次；
步骤五、粉碎氮化硼块，然后将氮化硼颗粒放入高氮酸中进行浸泡，同时使用超声波对氮化硼颗粒进行清洗，清洗完毕后，在依次使用清水、乙醇对氮化硼颗粒进行清洗；
步骤六、将氮化硼颗粒与氮化铝粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末及碳化硅粉末混合，然后将混合物放置到高温高压下进行烧结、压制，获取半成品；
步骤七、对半成品进行粉碎，获取半成品颗粒，然后对半成品颗粒进行研磨，使其成为粒径为100～200目的复合材料微粒，该复合材料微粒即为耐高温耐磨复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中触媒的材质为镁粉和氮化镁粉，所述镁粉和氮化镁粉的质量之比为3∶7～12。
4.根据权利要求2所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中氮化硼颗粒放入盐酸溶液中的浸泡时间为8～10小时，在对盐酸溶液中的氮化硼颗进行超声波清洗时，清洗时间为60～90分钟。
5.根据权利要求2所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：当需要重复步骤二时，所述步骤三中的触媒的材质为镁粉和氮化镁粉；当不需要需要重复步骤二时，所述步骤三中的触媒的材质为氧化硼和氮化铝。
6.根据权利要求2所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五氮化硼颗粒放入高氮酸中进行浸泡时间为3～4小时，在对高氮酸中的氮化硼颗进行超声波清洗时，清洗时间为60～90分钟。
7.根据权利要求2所述的一种基于氮化硼的耐高温耐磨复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二及步骤五中，在粉碎氮化硼块后，氮化硼颗粒的直径小于200目。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014156625A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 住友電工ハードメタル株式会社 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法および立方晶窒化ホウ素焼結体
CN105386118A (zh) * 2014-08-26 2016-03-09 信阳市德隆超硬材料有限公司 一种镁基触媒合成粗粒度立方氮化硼单晶的方法
CN105967156A (zh) * 2016-05-04 2016-09-28 莱芜亚赛陶瓷技术有限公司 一种合成c-BN 专用的h-BN 粉体及其制备方法
CN106586980A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 富耐克超硬材料股份有限公司 一种立方氮化硼的制备方法
CN115417676A (zh) * 2022-08-30 2022-12-02 郑州中南杰特超硬材料有限公司 一种高导热六方氮化硼/立方氮化硼复合烧结体及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014156625A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 住友電工ハードメタル株式会社 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法および立方晶窒化ホウ素焼結体
CN105386118A (zh) * 2014-08-26 2016-03-09 信阳市德隆超硬材料有限公司 一种镁基触媒合成粗粒度立方氮化硼单晶的方法
CN105967156A (zh) * 2016-05-04 2016-09-28 莱芜亚赛陶瓷技术有限公司 一种合成c-BN 专用的h-BN 粉体及其制备方法
CN106586980A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 富耐克超硬材料股份有限公司 一种立方氮化硼的制备方法
CN115417676A (zh) * 2022-08-30 2022-12-02 郑州中南杰特超硬材料有限公司 一种高导热六方氮化硼/立方氮化硼复合烧结体及其制备方法

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