專利名稱：二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種陶瓷材料的制備方法，具體地說(shuō)是一種二硼化鋯(ZrB2)或二硼化鈦(TiB2)致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法。
背景技術(shù)：
二硼化鋯和二硼化鈦不僅具有高熔點(diǎn)、高硬度、優(yōu)異的耐腐蝕性和抗氧化性，而且具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，因此有很廣泛的應(yīng)用前景。由于ZrB2和TiB2是鍵能極強(qiáng)的共價(jià)鍵化合物，難于得到高密度的燒結(jié)體。目前制備ZrB2和TiB2致密陶瓷材料常用的方法是熱壓，典型的熱壓工藝參數(shù)為壓力為1-2GPa；溫度為1600-1800℃；壓制時(shí)間為1-2h。為了改善ZrB2和TiB2的熱壓性能，加入一些燒結(jié)助劑，常用的燒結(jié)助劑為過(guò)渡金屬的硼化物如CoB、FeB、Ni3B4、VB2，CrB2，NbB2等。通過(guò)熱壓，ZrB2和TiB2陶瓷材料的密度可達(dá)到95-99％T.D.。
目前對(duì)在ZrB2和TiB2陶瓷材料加入燒結(jié)助劑的常壓燒結(jié)方法也進(jìn)行了一些研究。加入的燒結(jié)助劑為氧化物類，如ZrO2、Al2O3，Y2O3等，加入量在30wt％以上。當(dāng)燒結(jié)溫度在1900℃以上時(shí)，燒結(jié)體密度可達(dá)到90％左右。上述方法存在以下問(wèn)題1.采用熱壓，生產(chǎn)效率低，成本極高。2.常壓燒結(jié)中的燒結(jié)助劑含量太多，大大低降了ZrB2和TiB2的性能，如電導(dǎo)率等，而且燒結(jié)密度較低，因而影響了ZrB2和TiB2材料的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決ZrB2和TiB2陶瓷材料常壓燒結(jié)困難的問(wèn)題，提供一種二硼化鋯和二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的以平均粒徑1μm-2μm的ZrB2粉末或TiB2粉末為原料，采用ZrH2或TiH2作燒結(jié)助劑，ZrH2或TiH2的加入量為ZrB2粉末或TiB2粉末原料的3-5wt％，按常規(guī)工藝混料、成型后，于真空中燒結(jié)，真空度要求優(yōu)于5×10-2Pa，燒結(jié)溫度為1700-1900℃，燒結(jié)時(shí)間為2-3小時(shí)，可得到燒結(jié)密度達(dá)到94-96％T.D.的致密ZrB2或TiB2陶瓷材料。
本發(fā)明的效果在于由于燒結(jié)助劑在ZrB2粉末或TiB2粉末原料中的含量少，不影響ZrB2和TiB2材料的性能，如熔點(diǎn)、硬度等。而且是無(wú)壓燒結(jié)，生產(chǎn)效率高，成本下降。
具體實(shí)施例方式
1.以平均粒度1μm左右的ZrB2粉末為原料，加入燒結(jié)助劑ZrH2，ZrH2的加入量為ZrB2粉末原料的3wt％，充分混合后，在500Mpa壓力下成型，使生坯密度達(dá)到60％T.D.以上。
2.在真空氣氛中燒結(jié)，真空度為3×10-2Pa，燒結(jié)溫度為1900℃，燒結(jié)時(shí)間為2h，ZrB2燒結(jié)體的密度達(dá)到94％T.D.以上。
實(shí)施例二。
1.以平均粒度1μm左右的ZrB2粉末為原料，加入燒結(jié)助劑ZrH2，ZrH2的加入量為ZrB2粉末原料的3wt％，充分混合后，在500Mpa壓力下成型，使生坯密度達(dá)到60％T.D.以上。
2.在真空氣氛中燒結(jié)，真空度為4×10-2Pa，燒結(jié)溫度為1800℃，燒結(jié)時(shí)間為2.5h，ZrB2燒結(jié)體的密度達(dá)到94％T.D.以上。
實(shí)施例三。
1.以平均粒度在2μm左右的TiB2粉末為原料，加入燒結(jié)助劑TiH2，TiH2的加入量為T(mén)iB2粉末原料的4wt％，充分混合后，在500Mpa壓力下成型，使生坯密度達(dá)到60％T.D.以上。
2.在真空氣氛中燒結(jié)，真空度為3×10-2Pa，燒結(jié)溫度為1700℃，燒結(jié)時(shí)間為2h，TiB2燒結(jié)體的密度達(dá)到94％T.D.以上。
實(shí)施例四。
1.以平均粒度在2μm左右的TiB2粉末為原料，加入燒結(jié)助劑TiH2，TiH2的加入量為T(mén)iB2粉末原料的5wt％，充分混合后，在500Mpa壓力下成型，使生坯密度達(dá)到60％T.D.以上。
2.在真空氣氛中燒結(jié)，真空度4×10-2Pa，燒結(jié)溫度為1900℃，燒結(jié)時(shí)間為3h，TiB2燒結(jié)體的密度達(dá)到94％T.D.以上。
權(quán)利要求
1.一種二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，以ZrB2粉末或TiB2粉末為原料，加入燒結(jié)助劑，按常規(guī)工藝混料、成型、燒結(jié)，制成二硼化鋯(ZrB2)或二硼化鈦(TiB2)致密陶瓷材料，其特征在于所述的燒結(jié)助劑為ZrH2或TiH2，并在真空條件下燒結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，其特征在于燒結(jié)助劑ZrH2或TiH2的加入量為ZrB2粉末或TiB2粉末原料的3-5wt％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，其特征在于真空度要求優(yōu)于5×10-2Pa。
4.如權(quán)利要求3所述的二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，其特征在于燒結(jié)溫度為1700-1900℃，燒結(jié)時(shí)間為2-3小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1或2或4所述的二硼化鋯或二硼化鈦致密陶瓷材料無(wú)壓燒結(jié)的方法，其特征在于ZrB2粉末或TiB2粉末平均粒徑在1-2μm。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種陶瓷材料的制備方法,具體為二硼化鋯(ZrB
文檔編號(hào)C04B35/58GK1356291SQ01143480
公開(kāi)日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者龍沖生, 鄒從沛 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院