[发明专利]基于碳化硼的材料和其制造工艺

权利要求书

1.一种制造陶瓷体的工艺，包括：

制备包括涂有钛化合物的碳化硼颗粒的粉末组合物；

由所述粉末组合物形成生坯；并且

无压烧结所述生坯以获得具有闭孔的烧结碳化硼坯体。

2.根据权利要求1所述的工艺，通过由所述碳化硼颗粒和含钛溶液制备浆料，并且喷雾干燥所述浆料制备所述粉末组合物。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中所述含钛溶液包括有机金属化合物。

4.根据权利要求2所述的工艺，其中所述制备步骤进一步包括添加含碳化合物。

5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述有机金属化合物和所述含碳化合物为水溶性并且通过将所述有机金属化合物、所述含碳化合物和所述碳化硼颗粒混入水中制备所述浆料。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述有机金属化合物为(乳酸铵)钛(IV)而所述含碳化合物为酚醛树脂。

7.根据权利要求6所述的工艺，其中所述浆料中钛的浓度在0.081-5重量%范围内而所述浆料中碳的浓度在0-3.7重量%范围内。

8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述无压烧结在2200-2260℃范围内的温度下进行。

7.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括在无压烧结之前应用热分解步骤。

8.根据权利要求4所述的工艺，进一步包括在无压烧结之前应用高温分解和热分解步骤。

9.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括具有闭孔的烧结碳化硼坯体的热等静压。

10.一种制备粉末的工艺，包括：

用碳化硼颗粒和含有能够粘附在所述碳化硼颗粒外表面的钛化合物的溶液制备浆料；

干燥所述浆料以获得包括涂有钛化合物的碳化硼颗粒的粉末组合物。

11.根据权利要求10所述的工艺，其中所述溶液为水溶液并且所述钛化合物为有机金属化合物。

12.根据权利要求11所述的工艺，其中所述钛化合物为(乳酸铵)钛(IV)。

13.根据权利要求10所述的工艺，其中所述制备浆料的步骤进一步包括向所述浆料中添加含碳化合物。

14.根据权利要求13所述的工艺，其中所述含碳化合物为酚醛树脂。

15.根据权利要求13所述的工艺，其中选择钛化合物的量以导致钛的量在0.081-5重量%范围内并且选择酚醛树脂的量以产生在0-3.7重量%范围内的碳含量。

16.一种基于碳化硼的粉末组合物，包含：

涂有含钛化合物的涂层的碳化硼颗粒。

17.根据权利要求16所述的基于碳化硼的粉末，其中所述钛化合物为有机金属钛化合物。

18.根据权利要求17所述的基于碳化硼的粉末，其中所述有机金属钛化合物为(乳酸铵)钛(IV)。

19.根据权利要求16所述的基于碳化硼的粉末，其中所述涂层进一步包括含碳化合物。

20.根据权利要求19所述的基于碳化硼的粉末，其中所述含碳化合物为酚醛树脂。

21.一种由包括指定中值尺寸的碳化硼颗粒的碳化硼粉末形成的固体制品，所述固体制品包含：

包括碳化硼相和二硼化钛相的烧结体，所述相呈颗粒形式存在，其中所述烧结体的相对密度大于99%而所述烧结体的硬度大于2600V，并且每一相的晶粒的中值粒度至多比原粉末中所述碳化硼颗粒的中值尺寸大100%。

22.根据权利要求21所述的固体制品，其中所述烧结体进一步包括碳基相，其中所述碳基相是所述烧结体体积的0-0.5%。

23.根据权利要求21所述的固体制品，其中所述烧结体包括0.081-5重量%呈TiB₂形式的钛。

24.根据权利要求21所述的固体制品，其中所述相的多达50%的晶粒直径小于1μm。

25.根据权利要求21所述的固体制品，其中所述相的多达40%的晶粒直径小于0.5μm。

26.一种制造陶瓷制品的工艺，包括：

选择具有中值粒径的碳化硼颗粒的碳化硼粉末；

选择第一量的碳源；

基于所述第一量，选择第二量的钛源；

由所述碳化硼粉末、所述钛源和所述碳源制备坯体；

在足够低，以产生在闭孔率阈值下的烧结体的无压烧结温度下无压烧结所述坯体，其中选择所述第一量和所述第二量，以致所述坯体中相的中值粒度至多比中值粒径大100%。