CN1197825C - 一种二硼化钛复合材料及其制造方法 - Google Patents
一种二硼化钛复合材料及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
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。
Description
一、技术领域
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。
二、背景技术
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。
三、发明内容
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。
按重量百分含量，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可以均匀的分布，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。
四、具体实施方式
实施例1：按重量百分含量将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：按重量百分含量将25～32％金属硅粉、40～56％硼酸粉和30～40％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％。
Claims (2)
1.一种二硼化钛复合材料的制造方法，其特征在于按重量百分含量，将金属硅粉为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％制成混合粉，加入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。
2.根据权利要求1所述的二硼化钛复合材料的制造方法制成的二硼化钛复合材料。
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