[发明专利](M1;M2)(CxN1-x)粉体的旋转式动态连续制备方法和旋转式动态连续烧结装置

说明书

本发明提供的(M1,M2)(C_xN_1‑x)粉体的旋转式动态连续制备方法，化学式(M1,M2)(C_xN_1‑x)中，M1为Ti、V、Cr中的一种，M2为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Mn、镧系稀土元素中的至少一种，M1的质量占M1和M2质量之和的60％～90％，且M1和M2不为同一元素，0.1≤x≤0.9，工艺步骤如下：(1)配料；(2)将原料放入球磨机中，加入研磨球体和湿磨介质进行湿磨，将所得混合浆料干燥；(3)使用动态连续烧结装置在开放体系下烧结或封闭体系下烧结，制得(M1,M2)(C_xN_1‑x)粉体。本发明还提供了一种用于上述方法的旋转式动态连续烧结装置。上述方法能获得单相的高品质的(M1,M2)(C_xN_1‑x)粉体并实现了连续化批量生产。

技术领域

本发明属于碳氮化物粉体制备技术领域，特别涉及(M1,M2)(C_xN_1-x)粉体的动态连续制备方法和动态连续烧结装置。

背景技术

碳氮化物粉体主要用于制备金属陶瓷，由碳氮化物粉体制备的金属陶瓷具有良好的红硬性、抗月牙洼磨损性能、该类金属陶瓷的熔点高、硬度高、耐磨性好、耐腐性强，并且制造成本低廉，具有广阔的应用前景，是世界主要工业国家都十分重视的陶瓷材料。这类金属陶瓷的性能在很大程度上取决于碳氮化物粉体的性质，包括粉体的粒度及粒度分布，纯度，碳化完全程度，游离碳含量，氧含量等。因此，高效地制备高质量的碳氮化物粉体对金属陶瓷的性能具有重要的意义。

目前，主要采用基于碳热还原的静态法制备碳氮化物粉体，即采用石墨碳管炉或真空烧结炉制备碳氮化物粉体，将堆放有原料粉体的石墨舟或托盘放置在石墨碳管炉或真空烧结炉中并在静止状态进行煅烧、还原和碳化，一批碳氮化物粉体制备完成并出炉后，再放入另一批原料粉体进行煅烧、还原和碳化。该方法存在以下不足：(1)合成过程中原料受热的温度场存在不均匀性，因而同一时间不同位置的原料处于不同的反应阶段，获得单一相组成的产物所需时间长，且产物的成分和粒度分布区间较大、产物粘结严重；(2)在气-固反应阶段，物料堆放导致下层的原料粉末难以与还原性气氛接触，阻碍还原碳化及氮化进程，并且会造成产物的成分和粒度不均匀，这将严重影响产物的物理和化学性能；(3)该方法无法连续化生产且生产周期长，导致产业化生产的成本过高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供(M1,M2)(C_xN_1-x)粉体的旋转式动态连续制备方法和和旋转式动态连续烧结装置，以获得单相的高品质的(M1,M2)(C_xN_1-x)粉体，并实现连续化批量生产。

本发明提供的(M1,M2)(C_xN_1-x)粉体的旋转式动态连续制备方法，所述化学式(M1,M2)(C_xN_1-x)中，M1为Ti、V、Cr中的一种，M2为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Mn、镧系稀土元素中的至少一种，M1的质量占M1和M2质量之和的60％～90％，，且M1和M2不为同一元素，x为0.1～0.9，工艺步骤如下：

(1)配料

制备(M1,M2)(C_xN_1-x)粉体的原料为M1与O的化合物粉体、M2与O的化合物粉体和还原剂，M1与O的化合物粉体的质量占原料总质量的26.5～68.9％，M2与O的化合物粉体的质量占原料总质量的6.7～55.5％，还原剂的质量占原料总质量的15.5～29.5％；