[发明专利]一种由含钛矿混合物直接制备金属碳化物材料的方法

权利要求书

1.一种由含钛矿混合物直接制备金属碳化物材料的方法，其特征在于具有以下过程和步骤：

（1）配制粉料：首先以质量分数为含氧化钛15%～25%的含钛高炉渣添加质量分数为15%～30%的高钛渣，质量分数为0.1%～1.1%碳粉、质量分数为1%～10%的SiO₂为原料，同时添加质量分数为2%～10%的聚乙烯醇缩丁醛作为粘结剂，然后加入适量无水乙醇球球磨混合15～20小时，得到混合均匀的含钛矿粉料；

（2）混合物三明治包裹式阴极制备：将混合均匀的含钛矿粉料在6～20MPa压力下压制为薄片，然后将该薄片按三明治式上下包裹，并与铁铬铝丝相连接构成三明治包裹式阴极；

（3）固体透氧膜阳极组装：首先采用一端封口的氧化铈管，该管材料由［xCe-(8-x)YSZ，0≤x≤7］组成，该氧化铈管内装有低熔点金属锡，添加碳粉，以氧化铈管内金属锡液为碳饱和状态，其管内金属锡液为阳极，然后用铁铬铝丝一端插入透氧膜膜管内，其另一端构成电解阳极，利用透氧膜实现对氧离子传导和碳反应物的控制；

（4）电解合成制备含碳化物材料：采用刚玉坩埚或不锈钢坩埚作为电解池，纯无水氯化钙作为电解质，以高纯氩气（氩气纯度体积百分比为99.999%）作为保护气体，然后将上述步骤(2)所述的阴极、上述步骤(3)所述的阳极放入电解池中，电解过程中温度控制在900～1100°C，阴极与阳极之间外加电压为3.0V～4.0V，对前述复杂含钛矿混合物阴极片进行直接脱氧，从阴极上得到电解产物，当电流下降至0.2～0.3安培时，电解结束，所述的电解产物为金属碳化物及含碳化物，即为：Ti₅Si₃/TiC、Ti₅Si₃/Ti₃SiC₂、Ti₅Si₃/TiC/Ti₃SiC₂

（5）将电解后所得阴极产物取出，用水浸泡数次，去除残留熔盐，低温烘干后即得金属碳化物及含碳化物复合材料。