專利名稱：氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮化硼基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氮化硼(BN)制品具有耐高溫、耐腐蝕、電絕緣性能，以及優(yōu)良的抗熱震性和可加 工性能，因而在工業(yè)中得到大量的應(yīng)用。利用BN對玻璃、金屬熔體的不潤濕和耐侵性，在特 殊冶煉中作熔煉多種有色金屬、貴金屬和稀有金屬的坩堝、器皿、通道、輸送泵等部件；作熔 制硼單晶的器皿；在制造薄膜電容和巻煙包裝紙時，用BN作為熔融鋁蒸發(fā)盛器可以收到高 質(zhì)高產(chǎn)的效果；BN制品還可用作鑄鋼和澆注玻璃的模具?？梢杂米鞯入x子焊接工具的高溫 絕緣部件、多種加熱器的襯套、火箭燃燒室的襯里、宇宙飛船的熱屏蔽材料、高溫?zé)犭娕嫉?保護套管等。 BN制品可以容易地進行機械加工，而且加工精度很高，因此大大擴大了它的應(yīng)用 范圍和提高了使用價值，例如，高頻行波管收集極上的散熱管，新型電焊機用的環(huán)狀高溫絕 緣剖分式保護罩零件，不但形狀復(fù)雜，而且尺寸精度要求高， 一般氧化物陶瓷既難于成形制 造且缺少理想的抗熱震性能，而用BN陶瓷制品就可容易地使二者均得到滿足。因此BN陶 瓷材料具有良好的市場前景。 氮化硼基導(dǎo)電陶瓷是蒸發(fā)舟的優(yōu)良備選材料。導(dǎo)電蒸發(fā)舟是真空鍍膜工業(yè)的關(guān) 鍵消耗材料。進口蒸發(fā)舟的使用壽命約12小時，蒸發(fā)舟作為一次性易耗品，年需求量為數(shù) 百萬萬支，具有廣闊的市場前景。在金屬蒸鍍行業(yè)中，第一代蒸發(fā)舟材料是石墨，但它易被 液鋁腐蝕，壽命非常短。后來在石墨表面涂覆象TiC、HfC、TaC等的保護涂層后，石墨舟的壽 命也僅有幾小時。目前工業(yè)上主要應(yīng)用BN-TiB2第二代蒸發(fā)舟材料，結(jié)合BN對鋁液的耐蝕 性和TiB2的優(yōu)良導(dǎo)電性能，具有良好的使用性能。 目前氮化硼基陶瓷材料傳統(tǒng)的制備工藝主要有常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒 結(jié)方法、以及微波燒結(jié)與等離子燒結(jié)常壓燒結(jié)需要長時間的高溫高熱，耗能很大，成本高； 熱壓燒結(jié)所得制品形狀簡單， 一般需要幾小時，生產(chǎn)周期長，成本較高；而熱等靜壓燒結(jié)性 能好，但是制作成本較高；微波燒結(jié)與等離子燒結(jié)設(shè)備較復(fù)雜，難于制造大尺寸產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有氮化硼基陶瓷材料制備中存在的成本高、生產(chǎn)周期長以及制 作大尺寸的產(chǎn)品困難的問題，而提供了氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。
氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由20% 80%的碳化硼粉、 10% 70%的鈦粉和0% 70%的稀釋劑粉末制成。 氮化硼基復(fù)合陶瓷陶瓷復(fù)合材料按照以下步驟制成一、原料干燥按照重量百 分比分別稱取20% 80%的碳化硼粉、10% 70%的鈦粉和0% 70%的釋劑粉末，然后 再將稱取的原料分別置于80 15(TC的真空條件下，干燥8 12h ;二、將干燥后原料放入 球磨機中進行球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為50 200r/min，球磨時間為12 24h，球料質(zhì)量比為3 : 1 ;三、將球磨后的混合物裝入橡膠袋或乳膠袋中，冷等靜壓成型得到毛坯，壓力為8 30MPa，毛坯的孔隙率35X 45X;四、將毛坯放入通有循環(huán)水的密閉壓力容器中，然后充入 氮氣使密閉壓力容器中的壓強達到30 200MPa，點火，原料自蔓延燃燒，即制備得到氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。 本發(fā)明氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料制備的反應(yīng)原理為本發(fā)明的制備方法采 用燃燒合成法，即自蔓延高溫合成(英文簡稱SHS)，是一種新型的無機難熔材料的制備工 藝。它利用原料合成反應(yīng)時放出的大量反應(yīng)熱，使反應(yīng)自維持下去直至反應(yīng)結(jié)束，從而獲得 所需產(chǎn)物的一種方法。 燃燒合成氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料所利用的化學(xué)反應(yīng)為
B4C+Ti+2N2 =棚+TiC (1) 原料中鈦粉適當(dāng)過量，可生成氮化鈦陶瓷成分，其與產(chǎn)物碳化鈦結(jié)合在一起，形成 碳氮化鈦。 2Ti+N2 = 2TiN (2)
TiC+TiN = TiCN (3) 原料中B^適當(dāng)過量，可生成BN-C成分，作為那耐高溫材料具有重要的應(yīng)用。
B4C+2N2 =棚+C (4) 本發(fā)明燃燒合成反應(yīng)是在高壓氮氣下進行的。氣氛壓力的升高，有利于反應(yīng)得充 分進行，抑制氮化鋁和氮化硼在高溫下的分解。壓強值可取30 200MPa。更高的壓力也 可以，但效果提高不顯著，且浪費氮氣和能源，增加生產(chǎn)的危險性。
本發(fā)明氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料的優(yōu)點如下 1、本發(fā)明制備方法的反應(yīng)過程只需幾分鐘即可完成，極大地提高了生產(chǎn)效率，縮 短了生產(chǎn)周期，本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)周期短； 2、本發(fā)明以價格低廉的碳化硼(B4C)為原料，以燃燒反應(yīng)B4C+Ti+2N2 = 4BN+SiC 為基礎(chǔ)，燃燒合成氮化硼基復(fù)合陶瓷，且本發(fā)明需要很小的能量點火即可，可節(jié)約大量的能 源，極大并降低產(chǎn)品的成本，本發(fā)明的制備方法與現(xiàn)有氮化硼基陶瓷材料制備方法相比較 成本降低了 30% 50% ; 3、本發(fā)明的制備方法能夠制作大尺寸的產(chǎn)品(直徑為40 200mm、長度為50 1000mm);本發(fā)明方法利用原料自身強化學(xué)反應(yīng)放熱，不需要復(fù)雜的高溫加熱裝置，合成反 應(yīng)時間短，對冷卻裝置的要求較低，設(shè)備構(gòu)造簡單，大尺寸設(shè)備的制造、加工相對容易，且本 發(fā)明方法采用的是燃燒合成法，結(jié)合無包封的熱等靜壓方法，不需要復(fù)雜的包封技術(shù)，同時 產(chǎn)品受力均勻，實現(xiàn)了大尺寸、復(fù)雜形狀陶瓷的制備。 4、本發(fā)明的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料性能優(yōu)異。本發(fā)明方法的反應(yīng)過程中 溫度很高，可達到2000 3000°C，同時實施高壓的熱等靜壓，無需添加低熔點的燒結(jié)助劑， 本發(fā)明的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料為純陶瓷產(chǎn)品，無低熔點晶界相，高溫性能突出， 本發(fā)明的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的使用溫度可達250(TC以上；本發(fā)明的方法可 通過調(diào)節(jié)產(chǎn)物中碳氮化鈦的含量，使產(chǎn)物具有不同的導(dǎo)電性能，用作高溫導(dǎo)電材料；本發(fā)明 的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-100(TC冷熱循環(huán)數(shù)百 次，產(chǎn)品無損壞。產(chǎn)品具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本發(fā)明的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 150MPa， 200(TC高溫條件下的抗彎強度可
4達40 畫Pa。
具體實施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的 任意組合。 具體實施方式
一 本實施方式氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由 20% 80%的碳化硼粉、10% 70%的鈦粉和0% 70%的稀釋劑粉末制成。
本實施方式中的碳化硼粉、鈦粉均是在市場上購買得到的。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-100(TC冷熱循環(huán)數(shù) 百次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采 用不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可 達60 150MPa， 2000。C高溫條件下抗彎強度可達40 90MPa。
具體實施方式
一 本實施方式氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由 30% 60%的碳化硼粉、20% 50%的鈦粉和0% 60%稀釋劑粉末制成。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是氮化硼_碳氮化鈦陶瓷 復(fù)合材料按照重量百分比由30% 70%的碳化硼粉、10% 60%的鈦粉和10% 60%的 稀釋劑粉末制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是氮化硼_碳氮化鈦陶瓷 復(fù)合材料按照重量百分比由30% 60%的碳化硼粉、20% 50%的鈦粉和20% 50%的 稀釋劑粉末制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是氮化硼_碳氮化鈦陶瓷 復(fù)合材料按照重量百分比由50%的碳化硼粉、40%的鈦粉和10%的稀釋劑粉末制成。其它 與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四不同的是稀釋劑粉末為陶瓷 類稀釋劑粉末和/或金屬類稀釋劑粉末。其它與具體實施方式
一至四相同。
本實施方式中稀釋劑粉末為混合物時，各種稀釋劑粉末間可按任意比混合。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是陶瓷類稀釋劑粉末是由 BN、 A1N、 SiC、 HfC、 C、 ZrC、 TiC、 Si3N4、 MoSi2、 A1203、 Zr02、 CaO、 MgO、 Si02、 丫203、鈦酸鋁、莫萊 石和1102中的一種或其中的幾種組成。其它與具體實施方式
五相同。 本實施方式中陶瓷類稀釋劑粉末為混合物時，各種陶瓷類稀釋劑粉末間可按任意 比混合。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五不同的是金屬類稀釋劑粉末是由 Ni、W、Cr、Co、Fe、Cu、V、Pd、 Ir、 Rh、 Re、 Os、 Ru、 Hf和Ta中的一種或其中的幾種組成。其它 與具體實施方式
五相同。 本實施方式中金屬類稀釋劑粉末為混合物時，各種金屬類稀釋劑粉末間可按任意 比混合。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化鈦 陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由63%的碳化硼粉、32%的鈦粉和5%的氮化硼制成。其它與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2500°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-IOO(TC冷熱循環(huán)400 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 70 140MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達50 80MPa。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化鈦 陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由59%的碳化硼粉、31%的鈦粉和10%的氮化硼制成。其它 與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2500°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-100(TC冷熱循環(huán)500 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 60 140MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達50 90MPa。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化鈦 陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由26%的碳化硼粉、14%的鈦粉和60%的氮化硼制成。其它 與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-IOO(TC冷熱循環(huán)400 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 70 150MPa，2000。C高溫條件下抗彎強度可達40 90MPa。
具體實施方式
十一 本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化 鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由33%的碳化硼粉、17%的鈦粉和50%的氮化硼制成。其 它與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-IOO(TC冷熱循環(huán)400 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 80 150MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達70 90MPa。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化 鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由32%的碳化硼粉、16%的鈦粉和53%的Cr制成。其它 與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-100(TC冷熱循環(huán)500 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 70 120MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達40 80MPa。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
一至七不同的是氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由35%的碳化硼粉、22%的鈦粉和43%的11(:制成。其它 與具體實施方式
一至七相同。 本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高溫；本實施方 式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-IOO(TC冷熱循環(huán)600 次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用 不同機床均可以進行加工；本實施方式的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達 60 140MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達50 90MPa。
具體實施方式
十四本實施方式氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照以下步驟制 成一、原料干燥按照重量百分比分別稱取20% 80%的碳化硼粉、10% 70%的鈦粉和 0% 70%的釋劑粉末，然后再將稱取的原料分別置于80 15(TC的真空條件下，干燥8 12h ;二、將干燥后原料放入球磨機中進行球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為100 200r/min，球磨時間 為12 24h，球料質(zhì)量比為3 : 1 ;三、將球磨后的混合物裝入橡膠袋或乳膠袋中，冷等靜壓 成型得到毛坯，壓力為15 30MPa，毛坯的孔隙率35% 45% ;四、將毛坯放入通有循環(huán)水 的密閉壓力容器中，然后充入氮氣使密閉壓力容器中的壓強達到30 200MPa，點火，原料 自蔓延燃燒，即制備得到氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。
本實施方式步驟一中的碳化硼粉、鈦粉均是在市場上購買得到的。
本實施方式步驟一的真空干燥中真空度小于102Pa。本實施方式步驟三中所得到的毛坯直徑為40 200mm、長度為50 1000mm。
本實施方式步驟四中的點火可采用Ni-Cr電阻絲，點火劑有很多種，簡單的可采 用粒度小于300目純Ti粉與碳黑的混合物，純Ti粉與碳黑可按任意比混合。。
本實施方式步驟四中的自蔓延燃燒記載于1999年鄭仕遠《山東陶瓷》上發(fā)表的一 篇名為《自蔓延燃燒法材料合成技術(shù)》的文章中。本實施方式能夠制作大尺寸(直徑為40 200mm、長度為50 1000mm)的氮化
硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-IOO(TC冷熱循環(huán)數(shù)百次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 150MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 畫Pa。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟一中按照重量 百分比稱取30 % 60 %的碳化硼粉、20 % 50 %的鈦粉和0 % 60 %稀釋劑粉末。其它步 驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟一中按照重量 百分比由30% 60%的碳化硼粉、20% 50%的鈦粉和20% 50%的稀釋劑粉末。其它 步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
十四不同的是氮化硼-碳氮化鈦 陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由50%的碳化硼粉、40%的鈦粉和40%的稀釋劑粉末制成。 其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
十四至十七不同的是步驟一中稀 釋劑粉末為陶瓷類稀釋劑粉末和/或金屬類稀釋劑粉末。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四至十七相同。 本實施方式中稀釋劑粉末為混合物時，各種稀釋劑粉末間可按任意比混合。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
十八不同的是陶瓷類稀釋劑粉末 是由BN、 A1N、 SiC、 HfC、 C、 ZrC、 TiC、 Si3N4、 MoSi2、 A1203、 Zr02、 Ca0、 MgO、 Si02、 丫203、鈦酸鋁、 莫萊石和1102中的一種或其中的幾種組成。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十八相同。
本實施方式中陶瓷類稀釋劑粉末為混合物時，各種陶瓷類稀釋劑粉末間可按任意 比混合。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
十八不同的是金屬類稀釋劑粉末 是由Ni、W、Cr、Co、Fe、Cu、V、Pd、 Ir、 Rh、 Re、 0s、 Ru、 Hf和Ta中的一種或其中的幾種組成。 其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十八相同。 本實施方式中金屬類稀釋劑粉末為混合物時，各種金屬類稀釋劑粉末間可按任意 比混合。
具體實施方式
二十一 本實施方式與具體實施方式
十四不同的是氮化硼-碳氮化 鈦陶瓷復(fù)合材料按照以下步驟制成一、原料干燥按照重量百分比分別稱取20% 80% 的碳化硼粉、10% 70%的鈦粉和0% 70%的釋劑粉末，然后再將稱取的原料分別置于 IO(TC的真空條件下，干燥12h ;二、將干燥后原料放入球磨機中進行球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為 150r/min，球磨時間為20h，球料質(zhì)量比為3 : 1 ;三、將球磨后的混合物裝入橡膠袋或乳膠 袋中，冷等靜壓成型得到毛坯，壓力為22MPa，毛坯的孔隙率40X ;四、將毛坯放入通有循環(huán) 水的密閉壓力容器中，然后充入氮氣使密閉壓力容器中的壓強達到100MPa，點火，原料自 蔓延燃燒，即制備得到氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。 本實施方式步驟一中的碳化硼粉、鈦粉均是在市場上購買得到的。 本實施方式步驟四中的點火可采用Ni-Cr電阻絲，點火劑有很多種，簡單的可采
用粒度小于300目純Ti粉與碳黑的混合物，純Ti粉與碳黑可按任意比混合。 本實施方式步驟四中的自蔓延燃燒記載于1999年鄭仕遠《山東陶瓷》上發(fā)表的一
篇名為《自蔓延燃燒法材料合成技術(shù)》的文章中。本實施方式能夠制作大尺寸(直徑為40 200mm、長度為50 1000mm)的氮化
硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)數(shù)百次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 150MPa， 200(TC高溫條件下抗彎強度可達 40 畫Pa。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比稱取66%的碳化硼粉、34%的鈦粉。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
二十一相 同。
本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)400次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 150MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 畫Pa。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由63%的碳化硼粉、32%的鈦粉和5%的氮化硼。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-IOO(TC冷熱循環(huán)600次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 140MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 畫Pa。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
二i^一不同的是步驟一中按照 重量百分比由59%的碳化硼粉、34%的鈦粉和10%的氮化硼。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 130MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由53%的碳化硼粉、17%的鈦粉和20%的氮化硼。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 120MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
二i^一不同的是氮化硼_碳氮 化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由46%的碳化硼粉、24%的鈦粉和30%的Cr制成。其 它步驟及參數(shù)與具體實施方式
二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 1 lOMPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由40%的碳化硼粉、20%的鈦粉和40%的TiC。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 100MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 證Pa。
具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由33%的碳化硼粉、17%的鈦粉和50%的TiC。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 100MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 70MPa。
具體實施方式
二十九本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由26%的碳化硼粉、14%的鈦粉和60%的TiC。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)400次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 140MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 70MPa。
具體實施方式
三十本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照重 量百分比由75%的碳化硼粉、25%的鈦粉。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
二十一相同。
本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-IOO(TC冷熱循環(huán)300次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 130MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達 50 畫Pa。
具體實施方式
三十一 本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照
10重量百分比由50 %的碳化硼粉、50 %的鈦粉。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
二十一相同。
本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 140MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 畫Pa。
具體實施方式
三十二 本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由20 80%的碳化硼粉、10% 70%的鈦粉和5 60%的稀釋劑粉末。其它 步驟及參數(shù)與具體實施方式
二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-IOO(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 110MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
三十三本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由40%的碳化硼粉、20%的鈦粉和40%的氮化鋁。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 130MPa， 200(TC高溫條件下抗彎強度可達 40 畫Pa。
具體實施方式
三十四本實施方式與具體實施方式
二i^一不同的是步驟一中按照 重量百分比由46%的碳化硼粉、24%的鈦粉和30%的碳化硅。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)400次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 140MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 畫Pa。
具體實施方式
三十五本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由53%的碳化硼粉、17%的鈦粉和20%的氧化硅。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室溫-IOO(TC冷熱循環(huán)600次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 150MPa，200(TC高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
三十六本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由40%的碳化硼粉、20%的鈦粉和40%的氧化硅。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 140MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 畫Pa。
具體實施方式
三十七本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由33%的碳化硼粉、17%的鈦粉和50%的氧化硅。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)300次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達70 150MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 40 80MPa。
具體實施方式
三十八本實施方式與具體實施方式
二十一不同的是步驟一中按照 重量百分比由26%的碳化硼粉、14%的鈦粉和60%的氧化硅。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式二十一相同。 本實施方式制作得到的氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料可耐2600°C以上的高 溫；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料具有極其優(yōu)良的抗熱震性，室 溫-100(TC冷熱循環(huán)500次，產(chǎn)品無損壞；本實施方式制作得到的氮化硼-碳氮化鈦復(fù)合陶 瓷材料具有優(yōu)良可加工性能，采用不同機床均可以進行加工；本實施方式制作得到的氮化 硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料的抗彎強度可達60 150MPa， 2000°C高溫條件下抗彎強度可達 50 畫Pa。
權(quán)利要求
氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照重量百分比由20％～80％的碳化硼粉、10％～70％的鈦粉和0％～70％的稀釋劑粉末制成。
2. 氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于氮化硼_碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料按照 重量百分比由30% 60%的碳化硼粉、20% 50%的鈦粉和0% 60%稀釋劑粉末制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于稀釋劑粉 末為陶瓷類稀釋劑粉末和/或金屬類稀釋劑粉末。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于陶瓷類稀釋劑 粉末是由BN、 A1N、 SiC、 HfC、 C、 ZrC、 TiC、 Si3N4、 MoSi2、 A1203、 Zr02、 Ca0、 MgO、 Si02、 丫203、鈦酸 鋁、莫萊石和Ti02中的一種或其中的幾種組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于金屬類稀釋劑 粉末是由Ni、W、Cr、Co、Fe、Cu、V、Pd、Ir、Rh、Re、Os、Ru、Hf和Ta中的一種或其中的幾種組 成。
6. 氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料的制備方法，其特征在于氮化硼-碳氮化鈦陶瓷 復(fù)合材料按照以下步驟制成一、原料干燥按照重量百分比分別稱取20% 80%的碳化 硼粉、10% 70%的鈦粉和0% 70%的釋劑粉末，然后再將稱取的原料分別置于80 15(TC的真空條件下，干燥8 12h ;二、將干燥后原料放入球磨機中進行球磨混合，球磨轉(zhuǎn) 速為100 200r/min，球磨時間為12 24h，球料質(zhì)量比為3 : 1 ;三、將球磨后的混合物 裝入橡膠袋或乳膠袋中，冷等靜壓成型得到毛坯，壓力為15 30MPa，毛坯的孔隙率35X 45% ;四、將毛坯放入通有循環(huán)水的密閉壓力容器中，然后充入氮氣使密閉壓力容器中的壓 強達到30 200MPa，點火，原料自蔓延燃燒，即制備得到氮化硼_碳氮化鈦復(fù)合陶瓷材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于步驟一中按照 重量百分比稱取30% 60%的碳化硼粉、20% 50%的鈦粉和0% 60%稀釋劑粉末。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料，其特征在于稀釋劑粉 末為陶瓷類稀釋劑粉末和/或金屬類稀釋劑粉末。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料的制備方法，其特征在于陶 瓷類稀釋劑粉末是由BN、AlN、SiC、HfC、C、ZrC、TiC、Si3N4、MoSi2、Al203、Zr02、CaO、MgO、Si02、 ￥203、鈦酸鋁、莫萊石和Ti02中的一種或其中的幾種組成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料的制備方法，其特征在于金 屬類稀釋劑粉末是由Ni、W、Cr、Co、Fe、Cu、V、Pd、Ir、Rh、Re、Os、Ru、Hf和Ta中的一種或其 中的幾種組成。
全文摘要
氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料及其制備方法，它涉及一種氮化硼基陶瓷復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有氮化硼基陶瓷材料制備中存在的成本高、生產(chǎn)周期長以及制作大尺寸的產(chǎn)品困難的問題。本發(fā)明氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料由碳化硼粉、鈦粉和稀釋劑粉末制成。方法一、原料干燥；二、球磨混合；三、制作毛坯；四、毛坯自蔓延燃燒，即得到氮化硼-碳氮化鈦陶瓷復(fù)合材料。本發(fā)明的方法生產(chǎn)周期短，成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸產(chǎn)品的制作。
文檔編號C04B35/563GK101734916SQ20091007341
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者赫曉東, 鄭永挺 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)