[发明专利]一种强韧化碳氮化钛基金属陶瓷及制备方法

权利要求书

1.一种强韧化碳氮化钛基金属陶瓷，由硬质相Ti(C,N)固溶体、粘结相Ni、纤维素纳米晶组成的有机无机杂化体系；硬质相Ti(C,N)固溶体、粘结相Ni组合成复合碳氮化钛基金属陶瓷，其特征在于：所述复合碳氮化钛基金属陶瓷的基体中均匀分散着纤维素纳米晶；复合碳氮化钛基金属陶瓷由TiC粉、TiN粉、Ni粉、WC粉、Mo粉和石墨粉组成。

2.一种强韧化碳氮化钛基金属陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配置纤维素纳米晶-乙醇悬浮液：将纤维素纳米晶分散于无水乙醇中，获得纳米粒子均匀分布的悬浮液，纤维素纳米晶添加量为整个体系混合粉末质量的1.00%~8.00%；

（2）球磨：将TiC粉、TiN粉、Ni粉、WC粉、Mo粉和石墨粉投入球磨罐中，其中各组分的质量百分比：TiC 28.00% ~ 46.00%，TiN 8.00% ~ 15.00%，Ni 15.00% ~ 30.00%，WC 12.00%~16.00%，Mo6.00%-12.00%，石墨1.00%~2.00%，总量为100%；随后向球磨罐中加入纤维素纳米晶-乙醇悬浮液，放置到行星式球磨机上进行球磨；球磨工艺中采用的球料比为5:1 ~ 10:1，转速180~250rpm，球磨时间为36~54h；

（3）烘干；将制备得到粉末浆料进行真空烘干，温度为60~90℃；

（4）成形；将烘干后的粉末掺入占粉末重量2 ~3 % 聚乙二醇（PEG）作为成形剂，在300MPa压力下进行模压成形，保压时间60s；

（5）将压坯在真空炉中进行真空脱脂，真空度高于5 Pa，脱脂温度250 ~ 450℃，保温时间8 ~ 12h；

（6）对脱脂后的压坯在高于1×10^-1Pa真空度下进行烧结，烧结温度为1410 ~ 1455℃，保温时间为45 ~ 60min，制得强韧化碳氮化钛基金属陶瓷。

3.根据权利要求2所述的强韧化碳氮化钛基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的纤维素纳米晶-乙醇悬浮液中纤维素纳米晶质量分数为2~3%。

4.根据权利要求2所述的强韧化碳氮化钛基金属陶瓷的制备方法，其特征在于：烧结过程中，所添加的纤维素纳米晶在高温条件下会转化为纳米级碳纤维并均匀分布于复合碳氮化钛基金属陶瓷的基体之中。