專利名稱：碳化鎢、碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)粉的合成方法，尤其涉及碳化鎢、碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法。
金屬碳化物粉具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、低密度的優(yōu)點(diǎn)，在高溫下使用熱穩(wěn)定性好，因此可用作磨料、切削工具以及金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)體。
一般采用如下方法制備金屬碳化物(MC)(1)利用單質(zhì)金屬粉(M)與石墨粉或炭黑(C)在高溫反應(yīng)，其基本原理是(2)利用金屬氧化物與石墨或炭黑進(jìn)行反應(yīng)，即
以上兩種方法均可以獲得金屬碳化物粉末，但處理溫度均高于1000℃，需要高溫工業(yè)爐，設(shè)備造價(jià)高且造成較大的能源及時(shí)間消耗。另外，粉末中可能存在污染，而且粉末的粒度不可控制。
(3)自蔓延高溫合成方法，此方法制備金屬碳化物粉是利用下列反應(yīng)它是在一定的氣氛中點(diǎn)燃?jí)号?，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使得鄰近的物料溫度驟然升高而引發(fā)新的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)以燃燒波的形式蔓延通過(guò)整個(gè)反應(yīng)物，燃燒波推行前移中反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?。這種方法首先需要高溫點(diǎn)燃，另外其合成過(guò)程難以控制。
高溫合成的金屬碳化物多呈塊狀，需要進(jìn)一步磨細(xì)，才能得到尺寸滿足要求的粉末。
本發(fā)明的目的是提供一種碳化鎢、碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下列措施碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將W50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-4乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1.3atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為80～350rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5～19h，卸料即可。
碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將Ti50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-4乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1.3atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為為80～350rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5～19h，卸料即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)金屬碳化物粉末粒度可以控制，可細(xì)化至5～0.5μm。粉末的晶?？梢钥刂?，晶粒可細(xì)化至納米級(jí)(10～25nm)，產(chǎn)品活性高，粉末中氧及氧化物含量低。
(2)整個(gè)工藝過(guò)程不需要加熱或點(diǎn)燃，因此不需要復(fù)雜的高溫工業(yè)爐，節(jié)省了能源消耗。
(3)將合成與磨粉兩道工序簡(jiǎn)化為一道工序，可以直接制備超細(xì)粉。
(4)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝成熟，投資少，可推廣應(yīng)用。
下面結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將W50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-3乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為為150～200rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為10～15h，卸料即可。
碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將Ti50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-3乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為為250～300rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5～10h，卸料即可。
實(shí)施例1碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將W50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為為200rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為15h，卸料即可。
實(shí)施例2碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法包括首先將Ti50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8atm范圍；然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為300rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5h，卸料即可。
權(quán)利要求
1.一種碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法，特征在于它包括a.首先將W50at％和C50at％原料粉混合；b.再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-4乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1.3atm范圍；c.然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為80～350rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5～19h，卸料即可。
2.一種碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法，其特征在于它包括d.首先，將Ti50at％和C50at％原料粉混合；e.再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中，抽真空至10-2～10-4乇，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力控制在0.8～1.3atm范圍；f.然后，混合原料粉在轉(zhuǎn)速為80～350rpm的攪拌式高能球磨機(jī)中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為5～19h，卸料即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法，其特征在于它包括g.b中真空抽至10-2～10-3乇，充氬壓力控制在0.8～1atm范圍內(nèi)；h.c中攪拌式高能球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為150～200rpm，反應(yīng)時(shí)間為10～15h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法，其特征在于它包括i.e中真空抽至10-2～10-3乇，充氬壓力控制在0.8～1atm范圍內(nèi)；j.f中攪拌式高能球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250～300rpm，反應(yīng)時(shí)間為5～10h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種碳化鎢超細(xì)粉的常溫合成方法，其特征在于它包括k.b、g中真空抽至10-2乇，充氬壓力控制在0.8atm；l.c、h中攪拌式高能球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200rpm，反應(yīng)時(shí)間為15h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法，其特征在于它包括m.e、j中真空抽至10-2乇，充氬壓力控制在0.8atmn.f、j中攪拌式高能球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300rpm，反應(yīng)時(shí)間為5h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種碳化鎢、碳化鈦超細(xì)粉的常溫合成方法，特征是首先將W50at％和C50at％或Ti50at％和C50at％原料粉混合；再將上述混合原料粉放入攪拌式高能球磨機(jī)中抽真空至10
文檔編號(hào)C01B31/34GK1147478SQ9610223
公開(kāi)日1997年4月16日 申請(qǐng)日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月17日
發(fā)明者吳年強(qiáng), 王廣欣, 李志章, 吳進(jìn)明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)