金属钛碳化物陶瓷的制备方法
【专利摘要】金属钛碳化物陶瓷的制备方法，涉及粉末冶金碳化物的制备方法，所述方法包括使用Ti粉、C粉和烧结助剂粉末为原料，陶瓷的烧结助剂为Al粉，经过球磨后，Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为10nm到5000nm，在真空度为10-5Pa-102Pa、烧结温度为1000℃-1800℃、烧结陶瓷的保温时间为10分钟-24小时的条件下，烧结成TiCx（x=0.50-0.80）陶瓷。本方法使用Ti粉、Al粉和C粉为原料，在真空条件下，烧结成TiCx（x=0.50-0.80），具有工艺简单，烧结温度低，生产成本低等特点，具有可观的经济效益和社会效益。
【专利说明】金属钛碳化物陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末冶金碳化物的制备方法，特别是涉及金属钛碳化物陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002]TiC为黑色粉末，组成范围很宽，从TiCa4Jlj TiCa97都是稳定的，具有熔点高、抗氧化、强度高、硬度高、导热性良好、化学稳定性好、韧性好以及对钢铁类金属的化学惰性等优异性能。主要用来制造金属陶瓷、耐热合金和硬质合金。TiC基金属陶瓷可用来制造在还原性和惰性气氛中使用的高温热电偶保护套和熔炼金属的坩埚等。TiC不仅具有独特的物理性质，例如低密度高熔点、高硬度、良好的耐磨性等，而且由于其所具有的导电性能和导热性能，使其在科研和应用领域受到人们的广泛关注。由于其具有这些良好的性能，TiC在各种复合材料中作为强化基体的一种增强相应用广泛。另外，在Al熔体中生成的TiC颗粒,还可作为α-Al的异质形核核心而细化晶粒,这一点已越来越受到人们的重视。除此之外，TiC还被广泛应用于微电子机械体系聚变反应堆墙，生物材料等方面。近年来TiCx(x=0.50-0.7)材料作为电化学储氢材料被广泛研究，但其制备方法复杂，工艺繁琐。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种金属钛碳化物陶瓷的制备方法，本方法使用Ti粉、Al粉和C粉为原料，在真空条件下，烧结成TiCx (x=0.50 — 0.8)，具有工艺简单，烧结温度低，生产成本低等特点，具有可观的经济效益和社会效益。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
金属钛碳化物陶瓷的制备方法，所述方法包括使用Ti粉、C粉和烧结助剂粉末为原料，陶瓷的烧结助剂为Al粉；经过球磨后，Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，然后经粉体压制成型，在真空度为10_5Pa-102Pa、烧结温度为1000°C -1800°C、保温时间为10分钟-24小时条件下，烧结成TiCx (x=0.50-0.8)陶瓷。
[0005]所述的金属钛碳化物陶瓷的制备方法，所述TiCx (x=0.50-0.8)陶瓷为陶瓷块体和陶瓷粉体。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明TiCx (x=0.50-0.61)样品的光线照片；
图2为本发明TiCx (x=0.50-0.61)孔道扫描电镜图样；
图3为本发明TiCx (x=0.58-0.70)样品的照片；
图4为本发明多孔TiCx (x=0.58-0.70)扫描电镜图；
图5为本发明TiCx (x=0.7-0.80)样品的照片；
图6为本发明TiCx (x=0.7-0.80)孔道扫描电镜图样；
图7为本发明TiCx (x=0.6)样品的照片；图8为本发明多孔TiCx (x=0.6)扫描电镜图样。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
[0008]实施实例I
以Al粉为烧结助剂，制备TiCx (x=0.50-0.61)金属陶瓷块体按照比例进行配比的组粉加入:Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，Ti粉、Al粉、C粉、磨球和无水乙醇在依照如下重量分数比例称量:
Ti粉48份
Al粉1- 9份
C粉7-9份
刚玉球325份(球料比为5:1)
无水乙醇适量
将粉末混合均匀后，用压力成型机压成陶瓷素坯，
烧结TiCx (χ=0.50-0.61)陶瓷的条件如下:
(A)烧结的真空度为KT5Pa-1O2Pa；
(B)烧结温度为1000°C - 1800°C ；
(C)保温时间为10分钟-24小时。
[0009]制备出TiCx (χ=0.50-0.61)陶瓷见图1、图2。
[0010]实施实例2
以Al +Mg粉为烧结助剂，制备TiCx (χ=0.58-0.70)陶瓷块体按照比例进行配比的组粉加入:Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，Ti粉、Al粉、C粉、磨球和无水乙醇在依照如下重量分数比例称量:
Ti粉48份
招粉+镁粉1- 9份
C粉7-9份
刚玉球325份(球料比为5:1)
无水乙醇适量
将粉末混合均匀后，用压力成型机压成陶瓷素坯，
制备TiCx (x=0.58-0.7)陶瓷的条件如下:
(D)烧结的真空度为KT5Pa-1O2Pa；
(E)烧结温度为1000C -18000C ；
(F)保温时间为10分钟-12小时。
[0011]可制备出TiCx (χ=0.58-0.70)陶瓷，见图 3、图 4。
[0012]实施实例3
以Al粉为烧结助剂，制备TiCx (x=0.7-0.8)金属陶瓷块体
按照比例进行配比的组粉加入:Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，Ti粉、Al粉、C粉、磨球和无水乙醇在依照如下重量分数比例称量:Ti粉48份
Al粉1- 9份
C粉7-9份
刚玉球325份(球料比为5:1)
无水乙醇适量
将粉末混合均匀后，用压力成型机压成陶瓷素坯，
烧结TiCx (χ=0.50-0.80)陶瓷的条件如下:
(G)烧结的真空度为KT5Pa-1O2Pa；
(H)烧结温度为1000C -18000C ；
(I)保温时间为10分钟-12小时。
[0013]制备出TiCx (χ=0.7-0.8)陶瓷，见图 5、图 6.实施实例4
以Al粉为烧结助剂，制备TiCx (χ=0.6)金属陶瓷块体
按照比例进行配比的组粉加入:Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，Ti粉、Al粉、C粉、磨球和无水乙醇在依照如下重量分数比例称量:
Ti粉48份
Al粉1- 9份
C粉8份
磨球325份(球料比为5:1)
无水乙醇适量
将粉末混合均匀后，用压力成型机压成陶瓷素坯，
烧结TiCx (x=0.6)陶瓷的条件如下:
(J)烧结的真空度为KT5Pa-1O2Pa ；
(K)烧结温度为 14000C -18000C ；
(L)保温时间为10分钟-12小时。
[0014]制备出TiCx (χ=0.6)陶瓷，见图7、图8。
【权利要求】
1.金属钛碳化物陶瓷的制备方法，其特征在于，所述方法包括使用Ti粉、C粉和烧结助剂粉末为原料，陶瓷的烧结助剂为Al粉；经过球磨后，Ti粉、烧结助剂粉末和C粉的粒度为1nm到5000nm，然后将陶瓷粉体压制成型，在真空度为10_5Pa_102Pa，烧结温度为1000°C -1800°C、烧结陶瓷的保温时间为10分钟-24小时条件下，烧结成TiCx(χ=0.50-0.8)陶瓷。
2.根据权利要求1所述的金属钛碳化物陶瓷的制备方法，其特征在于，所述TiCx(χ=0.50-0.8)陶 瓷为陶瓷块体和陶瓷粉体。
【文档编号】C04B35/56GK104072139SQ201410302954
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】曹大力 申请人:沈阳化工大学