專利名稱：一種納米Ti(N_xC_1-x)陶瓷粉體及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種納米Ti (N,C卜x)陶瓷粉體及其制備工藝。
背景技術(shù)：
TiC、TiN以及Ti (NX(Vx)由于具有高硬度、良好的熱穩(wěn)定性以及相對(duì)高的熱導(dǎo)率和 電導(dǎo)率以及耐化學(xué)腐蝕性而被廣泛的用來制造耐磨部件、切削刀具、電極以及用作涂層材 料和復(fù)合材料的增強(qiáng)顆粒。還可以用作其它材料的添加劑來提高其力學(xué)性能和導(dǎo)熱、導(dǎo)電 能力。 現(xiàn)有合成該類材料尤其是Ti(N^卜x)的方法主要為高溫下通過碳和氮同時(shí)向 鈦粉固態(tài)擴(kuò)散來合成，或者通過TiC和TiN的混合物相互擴(kuò)散獲得。但傳統(tǒng)方法制備的 Ti(N,C卜x)顆粒一般都比較粗大，尺寸在微米級(jí)以上，從而對(duì)其進(jìn)一步應(yīng)用造成很大的限 制。近年來發(fā)展起來了一些新的合成Ti(N,(Vx)超細(xì)粉方法，如碳熱還原溶膠-凝膠法獲得 的Ti02粉體來合成TiCN超細(xì)粉等，但也存在工藝復(fù)雜，成本高、難以批量生產(chǎn)等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種納米Ti (NX(Vx)陶瓷 粉體及其制備工藝，以Ti和C為原料，采用在氮?dú)獗Ｗo(hù)下的高能球磨工藝，能在較短的時(shí)間 內(nèi)制備出高純度Ti(N,(Vx)納米粉體；該方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，所制 備的材料雜質(zhì)含量低，純度高。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種納米Ti (NX(Vx)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為Ti粉占總重量的 79. 94-100. 00 % ， C粉占0-20. 06 % 。 —種納米Ti (N,C卜x)陶瓷粉體的制備工藝，步驟如下 一、首先按質(zhì)量百分比將79. 94-100. 00 %的200目-325目的Ti粉和0-20. 06%
的1200目的C粉充分混合； 二、在混合物中加入混合物質(zhì)量0.5-1%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)鈄保護(hù)下高能 球磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為700-800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : IO，球磨30-50小時(shí)即
可得到Ti (NX(Vx)陶瓷粉體。 本發(fā)明利用Ti粉和C粉經(jīng)高能球磨后，原位反應(yīng)生成單一 Ti (N,C卜x)物相，其中， x = 0-1。由于該材料工藝簡(jiǎn)單，所合成的產(chǎn)物純度高，顆粒細(xì)小，成本較低，拓寬了該材料 的制備工藝。


圖1為實(shí)施例一高能球磨過程的XRD分析結(jié)果。
圖2為實(shí)施例一球磨合成的粉體顯微形貌分析結(jié)果。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 —種納米Ti (N,C卜x)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為占總重量88. 85%的270 目Ti粉，占總重量ll. 15%的1200目的C粉。
本實(shí)施例的制備方法，包括以下步驟 —、首先按質(zhì)量百分比將88.85%的270目的Ti粉和11. 15%的1200目的C粉充 分混合； 二、在混合物中加入混合物質(zhì)量1%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)鈄保護(hù)下高能球 磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨40小時(shí)即可得到 Ti (NxC卜x)陶瓷粉體，其中x = 0. 5。 該材料高能球磨后的物相組成和顯微形貌如圖1和圖2所示。圖1為Ti粉和C 粉的高能球磨過程的XRD分析結(jié)果，形成了單一晶相Ti (N。.5C。.5)，無其它雜質(zhì)；圖2為球磨 合成的粉體顯微形貌分析結(jié)果，由圖可以看出，該材料顆粒細(xì)小、屬納米粉體范圍。
實(shí)施例二 —種納米Ti (N,C卜x)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為占總重量85. 06%的300
目Ti粉和1200目的C粉占14.94%。 本實(shí)施例的制備方法，包括以下步驟 —、首先按質(zhì)量百分比將85.06%的300目的Ti粉和14. 94%的1200目的C粉充 分混合； 二、在混合物中加入混合物質(zhì)量1%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球 磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨35小時(shí)即可得到 Ti (NxC卜x)陶瓷粉體，其中X = 0. 3。
實(shí)施例三 —種納米Ti(N,C卜x)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為占總重量93%的230目Ti
粉和230目的C粉占7X。 本實(shí)施例的制備方法，包括以下步驟 —、首先按質(zhì)量百分比將93%的230目的Ti粉和7%的1200目的C粉充分混合；
二、在混合物中加入混合物質(zhì)量0. 6%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能 球磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為780轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨50小時(shí)即可得到 Ti (NxC卜x)陶瓷粉體，其中X = 0. 7。
實(shí)施例四 —種納米Ti (N,C卜x)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為占總重量79. 94%的325
目Ti粉和1200目的C粉占20. 06%。 本實(shí)施例的制備方法，包括以下步驟 —、首先按質(zhì)量百分比將79.94%的325目的Ti粉和20. 06%的1200目的C粉充 分混合； 二、在混合物中加入混合物質(zhì)量0. 5%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能 球磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨30小時(shí)即可得到 Ti(N,C卜x)陶瓷粉體，其中X二O。
實(shí)施例五 —種納米Ti (N,卜x)陶瓷粉體，其原料重量組成成分為100%的230目Ti粉。 本實(shí)施例的制備方法，包括以下步驟 —、首先按質(zhì)量百分比稱取100%的230目的Ti粉； 二、在Ti粉中加入質(zhì)量1 %的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球磨，行星式 球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨50小時(shí)即可得到Ti (NX(Vx)陶 瓷粉體，其中X二 1。
權(quán)利要求
一種納米Ti(NxC1-x)陶瓷粉體，其特征在于，其原料重量組成成分為Ti粉占總重量的79.94-100.00％，C粉占0-20.06％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種納米Ti(N,(Vx)陶瓷粉體，其特征在于，其原料重量組成 成分為占總重量88.85%的270目Ti粉，占總重量ll. 15%的1200目的C粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種納米Ti(N,(Vx)陶瓷粉體，其特征在于，其原料重量組成 成分為占總重量93%的230目Ti粉和230目的C粉占7X。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種納米Ti(N,(Vx)陶瓷粉體，其特征在于，其原料重量組成 成分為占總重量79.94%的325目Ti粉和1200目的C粉占20.06X。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種納米Ti(N,(Vx)陶瓷粉體，其特征在于，其原料重量組成 成分為100 %的230目Ti粉。
6. —種納米Ti (NX(Vx)陶瓷粉體的制備工藝，其特征在于，步驟如下一、 首先按質(zhì)量百分比將79. 94-100. 00% 200目-325目的Ti粉和0-20. 06%的1200 目的C粉充分混合；二、 在混合物中加入混合物質(zhì)量0. 5-1%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球 磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為700-800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : IO，球磨30-50小時(shí)即可 得到Ti(Nx(Vx)陶瓷粉體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，步驟如下一、 首先按質(zhì)量百分比將88. 85% 270目的Ti粉和11. 15% 1200目的C粉充分混合；二、 在混合物中加入混合物質(zhì)量1%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球磨，行 星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨40小時(shí)即可得到Ti(Nx(Vx) 陶瓷粉體，其中x二0.5。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，步驟如下一、 首先按質(zhì)量百分比將93% 230目的Ti粉和7X 1200目的C粉充分混合；二、 在混合物中加入混合物質(zhì)量0. 6%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球 磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為780轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨50小時(shí)即可得到 Ti (NxC卜x)陶瓷粉體，其中X = 0. 7。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，步驟如下一、 首先按質(zhì)量百分比將79. 94% 325目的Ti粉和20. 06% 1200目的C粉充分混合；二、 在混合物中加入混合物質(zhì)量0. 5%的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球 磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨30小時(shí)即可得到 Ti(N,C卜x)陶瓷粉體，其中X二O。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于，步驟如下一、 首先按質(zhì)量百分比將稱取100% 230目的Ti粉；二、 在Ti粉中加入質(zhì)量1 %的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球磨，行星式球磨 機(jī)的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1 : 10，球磨50小時(shí)即可得到Ti(N^—x)陶瓷粉 體，其中X = 1。
全文摘要
一種納米Ti(NxC1-x)陶瓷粉體及其制備工藝，將79.94-100.00％的Ti粉和0-20.06％的C粉充分混合；在混合物中加入混合物質(zhì)量0.5-1％的硬脂酸鈉分散劑，在氮?dú)釴2保護(hù)下高能球磨，行星式球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為700-800轉(zhuǎn)每分鐘，料球質(zhì)量比為1∶10，球磨30-50小時(shí)即可得到Ti(NxC1-x)陶瓷粉體。本發(fā)明利用Ti粉和C粉經(jīng)高能球磨后，原位反應(yīng)生成單一Ti(NxC1-x)物相，其中，x＝0-1。由于工藝簡(jiǎn)單，所合成的產(chǎn)物純度高，顆粒細(xì)小，成本較低，拓寬了該材料的制備工藝。
文檔編號(hào)C04B35/515GK101774805SQ20091021931
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者周勇, 朱建鋒, 楊海波, 林營, 王芬, 馬曉偉, 齊國權(quán) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)