[发明专利]原位热压烧结工艺制备致密ZrO2/Ti2AlN复合材料

权利要求书

1.一种原位热压烧结工艺合成的致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料，其由包括称取Ti粉、Al粉、TiN粉和ZrO₂粉为原料，原料混合，以及将混合均匀的原料粉末置于石墨模具中进行真空热压烧结而成，其特征在于：所述Ti粉、Al粉和TiN粉，其摩尔比为n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶(0.8～1.4)∶1，ZrO₂粉的掺入量为5～40vol％。

2.一种原位热压烧结工艺合成致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料的方法，采用包括以下步骤的原位热压烧结工艺：

1)按配比称取Ti粉、Al粉、TiN粉和ZrO₂粉；

2)将称取的原料粉末混合均匀后，置于石墨模具中，在热压烧结系统，真空环境中进行烧结，真空度为10^-2Pa；

3)烧结步骤为：以5～80℃/min的升温速率升至1200～1450℃，保温1～8小时，压力为20～80Mpa；

其特征在于：所述Ti粉、Al粉和TiN粉，其摩尔比为n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶(0.8～1.4)∶1，ZrO₂粉的掺入量为5～40vol％。

3.根据权利要求2所述的热压烧结工艺合成致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料的方法，其特征在于：原料的摩尔比n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶0.8∶1，ZrO₂粉的掺入量为10vol％。

4.根据权利要求2所述的热压烧结工艺合成致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料的方法，其特征在于：原料的摩尔比为n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶1∶1，ZrO₂粉的掺入量为15vol％。

5.根据权利要求2所述的热压烧结工艺合成致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料的方法，其特征在于：原料的摩尔比为n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶1.2∶1，ZrO₂粉的掺入量为20vol％。

6.根据权利要求2所述的热压烧结工艺合成致密ZrO₂/Ti₂AlN复合块体材料的方法，其特征在于：原料的摩尔比为n(Ti)∶n(Al)∶n(TiN)＝1∶1.4∶1，ZrO₂粉的掺入量为40vol％。