一种碳化硼复合材料制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种复合材料制备方法，尤其涉及一种碳化硼复合材料制备方法。
【背景技术】
[0002]碳化硼(B4C)具有优异的综合性能:高硬度(仅次于金刚石和立方氮化硼)、高熔点(24506°C)，低密度(2.52g/cm3)以及高效的中子吸收能力，这些性能使其成为最有发展前途的高温耐磨材料以及核反应工程中的控制材料。此外，与传统的防弹陶瓷A1203、SiC等相比，碳化硼的密度最低，防护系数最高，因此，在军事装甲领域也有极大的发展空间。制备高致密度碳化硼较成熟的工艺是热压烧结法。烧结温度一般在2000°C以上，在烧结的同时需加额外的压力，生产效率较低，成本很高，不适合大规模生产。此外，单一碳化硼所固有的脆性也严重制约其应用范周。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、低成本、能耗低，所制备的碳化硼复合材料具有大型化、近终形、硬度大的碳化硼复合材料制备方法。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0005]碳化硼粉末的预处理；
[0006]将预处理后的碳化硼粉末模压成型；
[0007]碳化硼骨架的预烧；
[0008]将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理；
[0009]将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0010]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0011 ]进一步，所述碳化硼粉末的预处理步骤的具体实现如下:
[0012]选用不同粒径大小的碳化硼粉末均匀混合；用30%的盐酸在加热煮沸的条件下对碳化硼粉末进行酸洗;将碳化硼粉末在真空状态于1500?1600°C进行烧结;将碳化硼粉末进行良好润湿性金属镀膜处理。
[0013]进一步，所述碳化硼骨架的预烧步骤的具体实现如下:
[0014]在氮气气氛、1400?1800°C条件下烧结，并保温I?3h。
[0015]进一步，所述将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理步骤的具体实现如下:
[0016]电阻炉首先要抽真空，然后充氩气保护;将装有碳化硼骨架和浸渗金属的氧化铝坩祸置于气氛电阻炉内，快速升温至800?1200°C并保温10?30min。并在铝粉中加入少量的氟化钙。
[0017]进一步，所述将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料步骤的具体实现如下:
[0018]将浸渗后的碳化硼复合材料初坯在空气炉中加热至800?950°C，并保温10?75h得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0019]本发明的有益效果是:方法简单、低成本、能耗低，所制备的碳化硼复合材料具有大型化、近终形、硬度大。
【附图说明】
[0020]图1为本发明一种碳化硼复合材料制备方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0022]如图1所示，一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0023]碳化硼粉末的预处理；
[0024]将预处理后的碳化硼粉末模压成型；
[0025]碳化硼骨架的预烧；
[0026]将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理；
[0027]将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0028]实施例1:
[0029]选用不同粒径大小的碳化硼粉末均匀混合;用30%的盐酸在加热煮沸的条件下对碳化硼粉末进行酸洗;将碳化硼粉末在真空状态于1500°C进行烧结;将碳化硼粉末进行良好润湿性金属镀膜处理;将预处理后的碳化硼粉末模压成型;在氮气气氛、1400°C条件下烧结，并保温Ih;电阻炉首先要抽真空，然后充氩气保护;将装有碳化硼骨架和浸渗金属的氧化铝坩祸置于气氛电阻炉内，快速升温至800°C并保温lOmin。并在铝粉中加入少量的氟化钙;将浸渗后的碳化硼复合材料初坯在空气炉中加热至800°C，并保温1h得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0030]实施例2:
[0031]选用不同粒径大小的碳化硼粉末均匀混合;用30%的盐酸在加热煮沸的条件下对碳化硼粉末进行酸洗;将碳化硼粉末在真空状态于1550°C进行烧结;将碳化硼粉末进行良好润湿性金属镀膜处理;将预处理后的碳化硼粉末模压成型;在氮气气氛、1500°C条件下烧结，并保温2h;电阻炉首先要抽真空，然后充氩气保护;将装有碳化硼骨架和浸渗金属的氧化铝坩祸置于气氛电阻炉内，快速升温至1000°C并保温20min。并在铝粉中加入少量的氟化钙;将浸渗后的碳化硼复合材料初坯在空气炉中加热至850°C，并保温50h得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0032]实施例3:
[0033]选用不同粒径大小的碳化硼粉末均匀混合;用30%的盐酸在加热煮沸的条件下对碳化硼粉末进行酸洗;将碳化硼粉末在真空状态于1600°C进行烧结;将碳化硼粉末进行良好润湿性金属镀膜处理;将预处理后的碳化硼粉末模压成型;在氮气气氛、1800°C条件下烧结，并保温3h;电阻炉首先要抽真空，然后充氩气保护;将装有碳化硼骨架和浸渗金属的氧化铝坩祸置于气氛电阻炉内，快速升温至1200°C并保温30min。并在铝粉中加入少量的氟化钙;将浸渗后的碳化硼复合材料初坯在空气炉中加热至950°C，并保温75h得到高纯度的碳化硼复合材料。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 碳化硼粉末的预处理； 将预处理后的碳化硼粉末模压成型； 碳化硼骨架的预烧； 将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理； 将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料。2.根据权利要求1所述一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，所述碳化硼粉末的预处理步骤的具体实现如下: 选用不同粒径大小的碳化硼粉末均匀混合；用30%的盐酸在加热煮沸的条件下对碳化硼粉末进行酸洗;将碳化硼粉末在真空状态于1500?1600°C进行烧结;将碳化硼粉末进行良好润湿性金属镀膜处理。3.根据权利要求1所述一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，所述碳化硼骨架的预烧步骤的具体实现如下: 在氮气气氛、1400?1800°C条件下烧结，并保温I?3h。4.根据权利要求1所述一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，所述将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理步骤的具体实现如下: 电阻炉首先要抽真空，然后充氩气保护;将装有碳化硼骨架和浸渗金属的氧化铝坩祸置于气氛电阻炉内，快速升温至800?1200°C并保温10?30min。并在铝粉中加入少量的氟化钙。5.根据权利要求1所述一种碳化硼复合材料制备方法，其特征在于，所述将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料步骤的具体实现如下: 将浸渗后的碳化硼复合材料初坯在空气炉中加热至800?950°C，并保温10?75h得到高纯度的碳化硼复合材料。
【专利摘要】本发明涉及一种碳化硼复合材料制备方法，包括如下步骤：碳化硼粉末的预处理；将预处理后的碳化硼粉末模压成型；碳化硼骨架的预烧；将预烧之后的碳化硼骨架与浸渗金属进行无压浸渗处理；将经过无压浸渗的碳化硼复合材料初坯进行热处理，得到高纯度的碳化硼复合材料。本发明方法简单、低成本、能耗低，所制备的碳化硼复合材料具有大型化、近终形、硬度大等优点。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/563
【公开号】CN105523764
【申请号】CN201510992079
【发明人】黄宗波
【申请人】重庆乐乎科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月25日