一種碳化硼復(fù)合材料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料制備方法，尤其涉及一種碳化硼復(fù)合材料制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硼(B4C)具有優(yōu)異的綜合性能:高硬度(僅次于金剛石和立方氮化硼)、高熔點(24506°C)，低密度(2.52g/cm3)以及高效的中子吸收能力，這些性能使其成為最有發(fā)展前途的高溫耐磨材料以及核反應(yīng)工程中的控制材料。此外，與傳統(tǒng)的防彈陶瓷A1203、SiC等相比，碳化硼的密度最低，防護系數(shù)最高，因此，在軍事裝甲領(lǐng)域也有極大的發(fā)展空間。制備高致密度碳化硼較成熟的工藝是熱壓燒結(jié)法。燒結(jié)溫度一般在2000°C以上，在燒結(jié)的同時需加額外的壓力，生產(chǎn)效率較低，成本很高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。此外，單一碳化硼所固有的脆性也嚴重制約其應(yīng)用范周。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種方法簡單、低成本、能耗低，所制備的碳化硼復(fù)合材料具有大型化、近終形、硬度大的碳化硼復(fù)合材料制備方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0005]碳化硼粉末的預(yù)處理；
[0006]將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型；
[0007]碳化硼骨架的預(yù)燒；
[0008]將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理；
[0009]將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0011 ]進一步，所述碳化硼粉末的預(yù)處理步驟的具體實現(xiàn)如下:
[0012]選用不同粒徑大小的碳化硼粉末均勻混合；用30%的鹽酸在加熱煮沸的條件下對碳化硼粉末進行酸洗;將碳化硼粉末在真空狀態(tài)于1500?1600°C進行燒結(jié);將碳化硼粉末進行良好潤濕性金屬鍍膜處理。
[0013]進一步，所述碳化硼骨架的預(yù)燒步驟的具體實現(xiàn)如下:
[0014]在氮氣氣氛、1400?1800°C條件下燒結(jié)，并保溫I?3h。
[0015]進一步，所述將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理步驟的具體實現(xiàn)如下:
[0016]電阻爐首先要抽真空，然后充氬氣保護;將裝有碳化硼骨架和浸滲金屬的氧化鋁坩禍置于氣氛電阻爐內(nèi)，快速升溫至800?1200°C并保溫10?30min。并在鋁粉中加入少量的氟化鈣。
[0017]進一步，所述將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料步驟的具體實現(xiàn)如下:
[0018]將浸滲后的碳化硼復(fù)合材料初坯在空氣爐中加熱至800?950°C，并保溫10?75h得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:方法簡單、低成本、能耗低，所制備的碳化硼復(fù)合材料具有大型化、近終形、硬度大。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種碳化硼復(fù)合材料制備方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]如圖1所示，一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0023]碳化硼粉末的預(yù)處理；
[0024]將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型；
[0025]碳化硼骨架的預(yù)燒；
[0026]將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理；
[0027]將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0028]實施例1:
[0029]選用不同粒徑大小的碳化硼粉末均勻混合;用30%的鹽酸在加熱煮沸的條件下對碳化硼粉末進行酸洗;將碳化硼粉末在真空狀態(tài)于1500°C進行燒結(jié);將碳化硼粉末進行良好潤濕性金屬鍍膜處理;將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型;在氮氣氣氛、1400°C條件下燒結(jié)，并保溫Ih;電阻爐首先要抽真空，然后充氬氣保護;將裝有碳化硼骨架和浸滲金屬的氧化鋁坩禍置于氣氛電阻爐內(nèi)，快速升溫至800°C并保溫lOmin。并在鋁粉中加入少量的氟化鈣;將浸滲后的碳化硼復(fù)合材料初坯在空氣爐中加熱至800°C，并保溫1h得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0030]實施例2:
[0031]選用不同粒徑大小的碳化硼粉末均勻混合;用30%的鹽酸在加熱煮沸的條件下對碳化硼粉末進行酸洗;將碳化硼粉末在真空狀態(tài)于1550°C進行燒結(jié);將碳化硼粉末進行良好潤濕性金屬鍍膜處理;將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型;在氮氣氣氛、1500°C條件下燒結(jié)，并保溫2h;電阻爐首先要抽真空，然后充氬氣保護;將裝有碳化硼骨架和浸滲金屬的氧化鋁坩禍置于氣氛電阻爐內(nèi)，快速升溫至1000°C并保溫20min。并在鋁粉中加入少量的氟化鈣;將浸滲后的碳化硼復(fù)合材料初坯在空氣爐中加熱至850°C，并保溫50h得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0032]實施例3:
[0033]選用不同粒徑大小的碳化硼粉末均勻混合;用30%的鹽酸在加熱煮沸的條件下對碳化硼粉末進行酸洗;將碳化硼粉末在真空狀態(tài)于1600°C進行燒結(jié);將碳化硼粉末進行良好潤濕性金屬鍍膜處理;將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型;在氮氣氣氛、1800°C條件下燒結(jié)，并保溫3h;電阻爐首先要抽真空，然后充氬氣保護;將裝有碳化硼骨架和浸滲金屬的氧化鋁坩禍置于氣氛電阻爐內(nèi)，快速升溫至1200°C并保溫30min。并在鋁粉中加入少量的氟化鈣;將浸滲后的碳化硼復(fù)合材料初坯在空氣爐中加熱至950°C，并保溫75h得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 碳化硼粉末的預(yù)處理； 將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型； 碳化硼骨架的預(yù)燒； 將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理； 將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述碳化硼粉末的預(yù)處理步驟的具體實現(xiàn)如下: 選用不同粒徑大小的碳化硼粉末均勻混合；用30%的鹽酸在加熱煮沸的條件下對碳化硼粉末進行酸洗;將碳化硼粉末在真空狀態(tài)于1500?1600°C進行燒結(jié);將碳化硼粉末進行良好潤濕性金屬鍍膜處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述碳化硼骨架的預(yù)燒步驟的具體實現(xiàn)如下: 在氮氣氣氛、1400?1800°C條件下燒結(jié)，并保溫I?3h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理步驟的具體實現(xiàn)如下: 電阻爐首先要抽真空，然后充氬氣保護;將裝有碳化硼骨架和浸滲金屬的氧化鋁坩禍置于氣氛電阻爐內(nèi)，快速升溫至800?1200°C并保溫10?30min。并在鋁粉中加入少量的氟化鈣。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料步驟的具體實現(xiàn)如下: 將浸滲后的碳化硼復(fù)合材料初坯在空氣爐中加熱至800?950°C，并保溫10?75h得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳化硼復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟：碳化硼粉末的預(yù)處理；將預(yù)處理后的碳化硼粉末模壓成型；碳化硼骨架的預(yù)燒；將預(yù)燒之后的碳化硼骨架與浸滲金屬進行無壓浸滲處理；將經(jīng)過無壓浸滲的碳化硼復(fù)合材料初坯進行熱處理，得到高純度的碳化硼復(fù)合材料。本發(fā)明方法簡單、低成本、能耗低，所制備的碳化硼復(fù)合材料具有大型化、近終形、硬度大等優(yōu)點。
【IPC分類】C04B35/622, C04B35/563
【公開號】CN105523764
【申請?zhí)枴緾N201510992079
【發(fā)明人】黃宗波
【申請人】重慶樂乎科技有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月25日