PL241139B1

PL241139B1 - Sposób wytwarzania kompozytu ceramicznego modyfikowanego karbidkami tytanu oraz kompozyt ceramiczny modyfikowany karbidkami tytanu

Info

Publication number: PL241139B1
Application number: PL424633A
Authority: PL
Inventors: Jarosław WOŹNIAK; Jarosław Woźniak; Mateusz Petrus; Agnieszka Jastrzębska; Wanda ZIEMKOWSKA; Wanda Ziemkowska; Andrzej OLSZYNA; Andrzej Olszyna; Tomasz Wojciechowski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2022-08-08
Also published as: PL424633A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania kompozytów na osnowie ceramicznej, z udziałem karbidku tytanu, w procesie konsolidacji wysokotemperaturowej pod ciśnieniem, który polega na tym, że do proszku osnowy ceramicznej SiC lub Al2O3 lub Si3N4 o średniej wielkości cząstek osnowy w kompozytach na osnowie Si3N4 w granicach 100 - 300 nm a dla kompozytów na osnowie SiC lub Al2O3 2-4 µm dodaje się karbidek tytanu Ti2C i Ti3C2 o formie 2D w ilości 0,1 do 15% wagowych oraz aktywatory spiekania, w przypadku SiC proszki C i B a dla Si3N4 proszki ZrO2 i MgO w ilości od 0,1 do 6% wagowych, poddaje się mieszaniu z zastosowaniem wody i/lub alkoholu izopropylowego w ilości od 100 do 1000 ml na 10 g mieszaniny proszków, następnie mieszaninę suszy się oraz przesiewa, po czym poddaje procesowi konsolidacji w piecu SPS w temperaturze od 1200 do 2200°C przy dostępie powietrza w próżni bądź w atmosferze gazu obojętnego. Zgłoszenie obejmuje też kompozyt ceramiczny na osnowie ceramicznej SiC lub Al2O3 lub Si3N4 z udziałem od 0,1% do 15% masowych karbidku tytanu Ti2C lub Ti3C2 o formie 2D.

Claims

PL 241 139 B1

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kompozytów na osnowie ceramicznej z udziałem karbidku tytanu w procesie konsolidacji wysokotemperaturowej pod ciśnieniem, znamienny tym, że do proszku osnowy ceramicznej SiC lub AI2O3 lub S13N4 o średniej wielkości cząstek osnowy w kompozytach na osnowie Si3N4 w granicach 100-300 nm, a dla kompozytów na osnowie SiC lub AI2O3 2-4 μm dodaje się karbidek tytanu Ti2C lub Ti3C2 o formie 2D w ilości 0,1 do 15% wagowych oraz aktywatory spiekania, w przypadku SiC proszki C i B, a dla Si3N4 proszki ZrO2 i MgO w ilości od 0,1 do 6% wagowych, poddaje się mieszaniu z zastosowaniem wody i/lub alkoholu izopropylowego w ilości od 100 do 1000 ml na 10 g mieszaniny proszków, następnie mieszaninę suszy się oraz przesiewa, po czym poddaje procesowi konsolidacji w piecu do iskrowego spiekania plazmowego SPS w temperaturze od 1200 do 2200°C przy dostępie powietrza w próżni bądź w atmosferze gazu obojętnego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaniny proszków osnowy, karbidku tytanu i aktywatorów spiekania miesza się w młynie horyzontalnym lub w młynie typu attritor.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proszki osnowy, karbidku tytanu i aktywatorów mieszane są razem lub homogenizacja prowadzona jest dwuetapowo, proszki osnowy z aktywatorami spiekania, a następnie z karbidkiem tytanu.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces mieszania prowadzony jest w czasie od 1 do 20 godzin.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces suszenia prowadzi się w temperaturze od 25 do 100°C.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę przesiewa się przez sito o wielkości oczek od 100 do 500 μm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas konsolidacji wynosi do 60 minut pod ciśnieniem od 10 do 50 MPa.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie karbidku tytanu homogenizowanego w rozpuszczalniku zawiera się w przedziale od 10 do 50%, a udział proszku karbidku homogenizowanego w osnowie zawiera się w przedziale od 0,1% do 2% masowych.
9. Kompozyt ceramiczny na osnowie ceramicznej SiC lub AI2O3 lub Si3N4 z udziałem od 0,1% do 15% masowych karbidku tytanu Ti2C lub Ti3C2 o formie 2D.