[发明专利]燃烧法制备亚微米级碳化钛多晶粉末

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备领域，具体的是涉及一种燃烧法制备亚微米级碳化钛多晶粉末。

背景技术

碳化钛(TiC)属氯化钠型立方晶系，其化学和物理性质稳定，具有高熔点、高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性、高抗热震性等特性，还具有很好的导电性，而且由于TiC具有较低的反应生成自由能，因而是一种很有潜力的以抗磨料磨损为目标的颗粒增强金属基复合材料的硬质相[1]。TiC的研磨能力可与人造金刚石相媲美，其高耐磨性、低磨损率以及与其它碳化物具有较高的相溶性，使其在耐磨材料中的应用尤为突出，并作为新的耐磨材料在各领域中得到广泛的应用。TiC主要用来制造金属陶瓷，耐热合金和硬质合金，用它来制备的复相材料在机械加工、冶金矿产、航天领域、聚变堆等领域有着广泛的应用。

目前制备TiC粉体的方法主要有碳热还原法、高温自蔓延合成法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、微波合成法等等。李慈颖等[2]以高钛渣、炭黑为原料，将一定配比的配料置石墨坩埚于立式高温碳管炉内并密封好，进行碳化试验，制得了TiC粉，反应时间长，反应中由于受扩散梯度的影响使合成的粉体常常不够纯，产物中含有未反应的炭和TiO₂。黎茂祥[3]以钛酸四丁酯和酚醛树脂为原料，乙二醇甲醚为溶剂，冰乙酸为稳定剂，在硝酸的催化下制备出凝胶前驱体，再将制得的前驱体于流通的氩气环境中经高温碳热还原得到TiC。刘阳等[4]以纳米二氧化钛和炭黑为原料，用微波加热合成纳米TiC粉体。R.Koc等[5]以纳米TiO₂粉为原料，通过热分解丙烯将单质无机碳沉积在TiO₂粉末上来增加反应物的接触面积，从而将碳热还原反应温度降低至1300℃，合成了亚微米级高纯TiC粉。李劲风等[6]在金属钛粉-石墨粉体系中利用高温自蔓延合成法制备出TiC粉体，高温自蔓延反应速率极快，TiC中残余Ti和C单质。朱心昆等[7]采用球磨法，按Ti粉与碳粉摩尔比为1∶1配料进行球磨，用纯度大于99.9％的Ar作为保护气体，制得了纳米晶体TiC，产物的纯度也不高。刘均波[8]将钛粉和蔗糖进行混粉球磨、烘干后，在沸腾的油中碳化、再烘干去油、点燃产生自蔓燃反应合成TiC等。

参考文献

[1]I.N.Mihailescu，M.L.DeGiorge，C.H.Boulmer-Leborgne，S.Udrea.Direct carbidesynthesis by multipulse exciter laser treatment of Ti sample in ambient CH₄ gas atsuperatmospheric Pressure[J]J.APPL.Phys，1994，75：5286-5294

[2]李慈颖，李亚伟，高运明，等.高钛渣提出取碳氮化钛的研究[J].钢铁钒钛，2006，27(3)：5-9.

[3]黎茂祥，苏国钧.溶胶一凝胶和碳热还原法制备碳化钛的研究[J].无机盐工业，2007，39(7)：36-38.

[4]刘阳，曾可令，胡晓力，等.微波合成纳米碳化钛粉体的动力学研究[J].中国陶瓷工业，2003，10(5)：6-8.

[5]R.Koc，Chang Meng and G.A.Swift.Sintering properties of submieron TiC powders fromcarbon coated titania precursor[J].J.Mater.Sci，2000，35(12)：3131-3141.

[6]李劲风，张昭，郑子樵，等.燃烧合成(TiC，W)C的形成过程[J].稀有金属与硬质合金，2001，147：1-6.

[7]朱心昆，程抱昌，张修庆，等.固态反应法合成TiC[J].粉末冶金技术，2001，19(6)：335-338

[8]刘均波.一种碳化钛微粉的制备方法[P]，中国发明专利申请200910014446.9，公开号CN101486462.公告日2009.07.22

[9]向伦强.碳化钛粉中总碳、游离碳的测定[J]钛工业进展，2004，21(1)：45-47.

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术提出一种燃烧法制备亚微米级碳化钛多晶粉末，其制备工艺简单、能耗低，适用于工业生产。