專利名稱：反應熱壓制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷的一種制造方法。
碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷材料以其優(yōu)良的機械性能和高溫性能在切削刀具及耐磨部件領(lǐng)域中，具有廣泛的應用前景，同時它具有優(yōu)良的導電性和耐腐蝕性，是一種良好的電極材料。
早在1961年就有人對Ti-B-C和Ti-B-N三元系進行過研究，并先后于70年代和80年代被考慮用來制造切削刀具。1985年日本首先對碳氮化鈦-硼化鈦系統(tǒng)進行研究(窯業(yè)協(xié)會志，1985，Vol.93，NO.5，P252)，他們采用二步法制造，即先合成Ti(C，N)和TiB2，然后按一定配比混合后在真空或保護氣氛下熱壓。二步法工藝較復雜，生產(chǎn)周期較長，制造成本較高。
本發(fā)明的目的是為了克服二步法所存在的缺點，降低碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷的制造成本，以利于推廣應用。
針對二步法的以上缺點，本發(fā)明提出用反應熱壓法(或稱一步法)制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷材料，其主要原料有Ti、TiH2、BN、B4C和C，反應方程式如下TiH2→Ti+H2↑ ……(1)(1+α)Ti+(1-%)BN+ (2α+%-1)/4 B4C+ (3%-2α+1)/4 C→αTiB2+TiCxN1-X ……(2)因x的變化范圍在0～1，故α的變化范圍在0～2，即本發(fā)明制得的材料中相組成摩爾比為O＜TiB2/TiCXNi-x≤2。
一步法的制造工藝為反應熱壓，以上化學反應在熱壓過程中同時進行。烘干的配料置于石墨模具中在真空或保護氣氛下于1600～2100℃熱壓，保溫10～60分鐘。
本發(fā)明的優(yōu)點是舍去了二步法預先合成Ti(C，N)和TiB2的工序，使制造工藝簡單，所用原料成本較低，電耗低。
實例取x＝0.5，α＝1.25，用TiH2、BN、B4C為原料，按反應計量配料，球磨混料后烘干，在N2氣氛下于石墨模具中熱壓，熱壓溫度1800℃，壓力20MPa，保溫30分鐘。制得材料的x射線衍射分析顯示出Ti(C，N)和TiB2兩相，材料的硬度為1750kg/mm2。
權(quán)利要求
1.反應熱壓制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷，其特征在于(1)利用Ti、BN、B4C反應熱壓一步合成制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷材料；(2)熱壓溫度1600～2100℃，保溫時間10～60分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應熱壓制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷，其特征在于Ti可用氫化鈦部分或全部替代，B4C可用碳部分或全部替代。
3.反應熱壓制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷其特征在于TiCxN1-x中的x＝0～1，所制造材料的相組成摩爾比為O＜TiB2/TiCXN1-X≤2。
全文摘要
本發(fā)明利用反應熱壓制造碳氮化鈦-硼化鈦陶瓷材料。主要原料為TiH
文檔編號C04B35/58GK1056859SQ90103830
公開日1991年12月11日 申請日期1990年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月30日
發(fā)明者張國軍 申請人:中國建筑材料科學研究院高技術(shù)陶瓷研究所