[发明专利]一种Al2O3-Ni-C-B4C复相陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷，其特征在于：所述Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷是以α-Al₂O₃粉、B₄C粉体、金属Ni粉和碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛树脂)为主要原料，以聚乙烯醇等为结合剂，将各原料按一定比例混合后再经过成型、干燥、烧成等工艺过程制备出Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷，其特征在于：所述α-Al₂O₃粉体为市售工业原料，其加入量为总配料质量的0.1～30.0wt.％；所述B₄C粉体为市售工业原料，其加入量为5.0～99.9wt.％；所述金属Ni粉为市售工业原料，其加入量为0.1～15.0wt.％；所述碳源可以是炭黑、石墨、焦炭等含碳材料或酚醛树脂等高温条件下可以发生碳化反应的原料，其用法可以是分别单独加入，也可以是它们的混合物加入，若混合加入，其混合比例没有特殊要求，总加入量为O.1～10wt.％。

3.根据权利要求1所述的一种Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷，其特征在于：所述各原料的质量要求为α-Al₂O₃粉体的纯度大于95wt.％，粉料粒径为d₅₀＜10μm；B₄C粉体的纯度大于91wt.％，粉料粒径d₅₀＜5μm；金属Ni粉的纯度大于92wt.％，粉料粒径为d₅₀＜50μm；碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛树脂等含碳材料)的质量要求为碳含量(或碳化反应后产物中碳的含量)的百分比大于95wt.％，灰分不大于8％，挥发分不大于7％，硫含量小于2％，水分不大于5％，粉料粒径为d₅₀＜50μm。

4.根据权利要求1所述的一种Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷，其特征在于：所述Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷采用的结合剂可以为聚乙烯醇、树脂、沥青或焦油等，均为市售工业原料，其用法可以是分别单独加入或者是它们的混合物加入，各结合剂之间的混合比例没有特殊要求，其加入后残炭量为O.1～10.0wt％。

5.根据权利要求1所述的一种Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷，所述的制备工艺过程依次为：

a)将α-Al₂O₃粉、B₄C粉体、金属Ni粉和碳源(炭黑、石墨、焦炭粉或酚醛树脂)按一定配比混合后加入球磨机中球磨O.1～24h至各原料混合均匀，球磨的方式可以选用干法球磨或湿法球磨，其中球磨介质可以选用金属球、陶瓷球或玛瑙球等，湿法球磨选用的球磨液可以是水或无水乙醇等。然后将混合均匀的原料经过成型、干燥等工艺过程制成坯体，其中成型工艺可以是干压成型、半干压成型或等静压成型，成型压力约为100～300MPa。

b)将上述干燥好的坯体置于耐高温匣钵中进行烧成。首先在空匣钵底部铺放1～20mm的焦炭颗粒和焦炭粉，焦炭颗粒和焦炭粉的比例没有要求，然后再铺放1～20mm的氧化铝空心球，将粉料坯体至于氧化铝空心球铺层上，并用氧化铝空心球将坯体覆盖，最后在匣钵最上层也铺放焦炭颗粒和焦炭粉，将匣钵完全填满后用耐高温材料密封，然后将匣钵置于高温炉中进行烧成，其中热工窑炉可以是电炉、马弗式燃气窑或燃煤窑或燃油窑、隧道窑、管式炉、立式炉、电弧炉等。匣钵及其匣钵内的Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷坯体经过常温至2350℃的温度范围内烧成过程中升温速度没有特殊要求，在相应的温度下可以分别保温一定时间，在最终烧成温度下(1650～2350℃)保温0.5～24小时，然后自然冷却至室温并去除掩埋的焦炭颗粒和细粉即可得到所述的Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷。

本发明涉及的这种制备Al₂O₃-Ni-C-B₄C复相陶瓷的新方法具有生产成本低、制备工艺方法简单、产品性能好、易于成型等特点。