[发明专利]一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂及其制备方法

权利要求书

1.一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂，其特征在于：所述增韧烧结助剂是以硼钛铝碳硅为主晶相，是由摩尔份数为2.5份的Al粉、19～20份的TiO₂粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须以及2～3份的B₄C粉混合制成的。

2.一种常压烧结碳化硼陶瓷用的增韧烧结助剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将摩尔份数为2.5份的Al粉、19～20份的TiO₂粉、47.5～50份的炭黑、9～10份的SiC晶须以及2～3份的B₄C粉混合，加入质量分数不超过2％的分散剂，放入聚氨酯球磨罐中，加入去离子水，去离子水的加入量为混合粉末体积的1～2.5倍，球磨6～10小时制成浆料，所得浆料固体含量为35～55％，浆料烘干后破碎、研磨，过40目或60目筛，完成粉体制备；

2)将上述制备的粉末放入直径不大于40mm的钢制模具中，压力为1～5MPa的条件下压坯；

3)将预制坯料放在石墨模具中，入高温真空烧结炉内进行抽真空处理，然后升温烧结；

4)烧结机制为：室温～600℃的升温速度为8～12℃/min，600℃时保温10～20min，然后以13～17℃/min的升温速率升温至1150～1250℃，保温10～15min，然后以5～10℃/min的升温速率继续升温至1550～1650℃，保温60～120min后，随炉冷却得到烧结助剂的烧结体；

5)将烧结体研磨成粉料，即得到含有硼钛铝碳硅的烧结助剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中所述的Al粉纯度大于99％，中位粒径不大于3μm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的TiO₂粉纯度大于99.9％，中位粒径不大于100nm。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的炭黑为水溶性色素碳黑，中位粒径不大于200nm。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的SiC晶须的长度为45～55μm，直径100～600nm。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的B₄C粉的纯度大于98％，中位粒径不大于1.0μm。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的分散剂为聚丙烯酸铵、四甲基氢氧化铵、酚醛树脂或聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的烧结机制为：室温～600℃的升温速度为10℃/min，600℃时保温15min，然后以15℃/min的升温速率升温至1200℃，保温15min，然后以5℃/min的升温速率继续升温至1600℃，保温60～120min后，随炉冷却得到烧结助剂的烧结体。