[发明专利]一种TixZr1-xB2超高温固溶体陶瓷粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ti_xZr_1‑xB₂超高温固溶体陶瓷粉体的制备方法，属于超高温陶瓷粉体制备技术领域。该制备方法是将TiO₂粉体、ZrO₂粉体和无定形硼粉与一定量的熔盐混合均匀后在1050℃~1150℃的条件下热处理1~3 h，通过硼与TiO₂、ZrO₂在熔盐环境中反应生成Ti_xZr_1‑xB₂固溶体粉体，然后用热的去离子水以及无水乙醇浸润溶解熔盐及反应产生的B₂O₃得到纯的Ti_xZr_1‑xB₂固溶体粉体。本发明方法工艺简单、生产成本低，合成的粉体成分均匀、粒径小且纯度高。此外，通过调整合成温度以及熔盐的量可以有效控制合成Ti_xZr_1‑xB₂固溶体粉体的尺寸，这些优点使得该方法具有发展成大规模工业生产的潜力。

技术领域

本发明涉及超高温陶瓷粉体制备技术领域，具体涉及一种Ti_xZr_1-xB₂超高温固溶体陶瓷粉体的制备方法。

背景技术

超高温陶瓷材料主要包括一些过渡族金属的难熔硼化物、碳化物、氮化物以及相应的固溶体陶瓷等，它们的熔点均在3000℃以上。与单一陶瓷相比，固溶体陶瓷因具有更好的物理化学等综合性能而备受国内外研究学者的关注。其中，Ti_xZr_1-xB₂固溶体陶瓷因具有较低的密度（4.5~6.1 g/cm³）、高的热导率和韧性、低的热膨胀系数以及良好的化学稳定性等一系列优异的性能而受到广泛关注。Ti_xZr_1-xB₂固溶体粉体的合成对于Ti_xZr_1-xB₂固溶体陶瓷的制备和应用至关重要，然而，目前国内外对于Ti_xZr_1-xB₂固溶体粉体的合成方法报道较少。

文献1:“Peters J S, Cook B A, Harringa J L, et al. Erosion resistanceof TiB₂-ZrB₂ composites. Wear, 2009, 267(1-4): 136~143.”介绍了一种利用Ti、Zr金属粉与硼粉通过高能球磨直接反应制备出Ti_xZr_1-xB₂固溶体粉体的方法。由于该方法合成的固溶体粉体成分不均匀且粉体粒径较大（平均粒径>1 μm），同时，合成的Ti_xZr_1-xB₂固溶体粉体中含有大量未反应的Ti、Zr以及球磨介质等杂质，这些缺点严重限制了该方法的推广。

发明内容