[发明专利]一种硼碳氮化钛（Ti(B,C,N)）陶瓷粉末材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料，其特征在于，所述陶瓷粉末材料是由B、C和N元素和Ti元素组成的化合物，其中B的原子百分数为0.02～96at％；C的原子百分数为0.04～50at％；N的原子百分数为0.02～82at％；余量为Ti的原子百分数。

2.根据权利要求1所述的一种硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料，其特征在于，所述化学物用以下化学式Ti(B_x，C_y，N_z)表示，其中x、y和z分别代表B、C和N元素的化学组分，成分范围如权利要求1所述。

3.根据权利要求1或2所述的一种硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料，其特征在于，所述Ti(B，C，N)陶瓷粉末在低于熔点温度时，为固体粉末状态，具有晶体结构。

4.根据权利要求3所述的一种硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料，其特征在于，所述晶体结构是B、C和N元素在Ti金属中的固溶体，原子按氯化钠型面心立方点阵方式排列，其中钛原子占据与钠原子相当的位置，B、C和N元素占据与氯原子相当的位置。

5.根据权利要求4所述的一种硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料，其特征在于，所述B、C和N是以化合元素形式存于Ti(B，C，N)之中。

6.用于权利要求1所述的硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，压制压坯

用压力机压制压坯：先把Ti粉装入模具里，然后对粉末施压制成压坯，密度为理论密度的50％～90％；

步骤二，配制固体渗硼剂

固体渗硼剂的配方是：5～15％B-Fe(硼铁)，2～8％活性炭，5～10％木炭，2～％6KBF₄，SiC余量％；

步骤三，配制固体渗碳剂

固体渗碳剂的配方是：85～95％木炭和15～5％碳酸钠

步骤四，用固体渗硼剂和固体渗碳剂配制固体硼碳混合渗剂

用按步骤二和三配制成的固体渗硼剂和固体渗碳剂配制固体硼碳混合渗剂，配方是：固体渗硼剂和固体渗碳剂的比例为4～9∶1；

步骤五，压坯装盒

准备好料盒，先用按步骤四配制好的固体硼碳混合渗剂铺底，把压坯放在中间，四周及上面充填固体硼碳混合渗剂，固体渗剂为颗粒状；或者是以未经压制的Ti粉取代Ti压坯作为原料直接按以上方式装入料盒；

步骤六，烧结

把装好的料盒放在电阻炉内烧结，电阻炉有保护气氛，保护气氛是液态氨分解的气体，其成分为：70％N2和30％H2气；或直接在没有保护气氛的电阻炉中烧结，烧结温度为700～1200C，时间为2～6小时；

步骤七，制粉

将料盒从炉内取出，待料盒充分冷却后，把烧结的压坯取出，经轻微碾压后便获得了具有面心立方结构的高纯度Ti(B，C，N)陶瓷粉末。

7.根据权利要求6所述的硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料的制备方法，其特征在于，固体渗硼剂、固体渗碳剂和保护气氛可同时使用。

8.根据权利要求6所述的硼碳氮化钛(Ti(B，C，N))陶瓷粉末材料的制备方法，其特征在于，在700C以上固体硼碳混合渗剂同时产生活性[B]和[C]原子；保护气氛或空气产生活性[N]原子，这三种活性原子和Ti发生化学反应生成化合物。