[发明专利]一种ZrB2-YB4复合粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及ZrB₂-YB₄复合粉体的制备方法，属于材料合成方法，其可应用于超高温陶瓷材料和电子材料等领域。

背景技术

近年来，国内外对硼化物进行了大量的研究。由于ZrB₂基复合材料具有良好的化学稳定性，超高熔点，高导电、导热率，高硬度等优点，可以广泛使用于航空、冶金等高温领域。通过向ZrB₂基复合材料中引入均匀分散的、高熔点、高导电导热率的YB₄，可以在很大程度上提高其致密度，改善其烧结性能，同时提高其高温性能。

目前两相材料的均匀混合大多通过添加两种单独物相直接混磨的方法，这种方法的特点是制样简单、效率高，但是其缺点是制得的原料粉体分散不够均匀，容易出现粉料团聚现象，从而影响材料的使用性能。

目前YB₄粉体的合成方法主要有以下四种：第一种方法是以纯金属Y和单质B为原料，在高温下通过熔炼法获得；第二种方法是以Y₂O₃粉末和单质B为原料，在高温下反应获得；第三种方法是通过控制Y、B、Al的比例，在高温下制备较大尺寸的YB₄晶体；第四种方法是以钇的卤化物YCl₃·7H₂O、单质B以及Al为原料，在高温下直接合成。

目前ZrB₂的合成方法主要有以下五种：第一种是采用自蔓延高温合成法，即利用ZrO₂、B₂O₃、Mg为原料直接合成；第二种是电解锆金属氧化物和B₂O₃熔融混合物；第三种是利用ZrO₂和B₄C和C为原料在高温下直接反应合成；第四种是以ZrOCl₂、B₄C、C为原料，将其制成悬浮液，然后在高温下反应合成；第五种是利用金属Zr和单质B直接固相合成。

目前ZrB₂基复合材料的反应合成主要有以下五类：第一类是利用Zr、Si、B₄C或者ZrH、B₄C、Si为原料，原位合成ZrB₂、SiC复合材料；第二类是利用ZrO₂、La₂O₃、B₄C、C为原料，通过反应合成制备ZrB₂、LaB₆复合粉体；第三类是利用B₄C和YTZP（钇稳氧化锆）为原料，通过反应合成制备ZrB₂、B₄C复合材料；第四类是利用Zr、Si、Mo、B为原料，采用反应烧结制备ZrB₂、MoSi₂复合材料；第五类是利用ZrO₂、B₂O₃、Al为原料，通过反应合成ZrB₂、Al₂O₃复合粉体。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZrB₂-YB₄复合粉体的制备方法，其所使用的原料简单、价格低廉且易于获得，所得到的ZrB₂-YB₄粉体纯度较高，且两相分布高度均匀，有效地改善了复合粉体均匀分散的困难。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：ZrB₂-YB₄复合粉体的制备方法，包括有以下步骤：

1）将钇稳ZrO₂和B₄C粉末按质量比钇稳ZrO₂ : B₄C = 1 : 0.33～0.39配料，并混合均匀；

2）将步骤1）混匀的原料粉在0～5MPa下压制成块体，并装入模具中，在10^-2～1500Pa的真空条件下，升温至1700～2000℃并保温15～120min，然后随炉冷却至室温；

3）将步骤2）所得块体取出磨碎，在稀盐酸中加热搅拌，然后将其滤干，用去离子水反复冲洗至中性，得到粉体；

4）将步骤3）所得粉体烘干，即可获得ZrB₂-YB₄复合粉体。