[发明专利]一种过渡金属硼化物硬质陶瓷材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种过渡金属硼化物硬质陶瓷材料，其特征在于，所述过渡金属硼化物硬质陶瓷材料为Os_1-xMT_xB₂，其中，MT为Re，W或Ir；x为0.01～0.5；

所述过渡金属硼化物硬质陶瓷材料是在氩气下，利用机械化学法将原料Os、MT和B粉末混合制成Os_1-xMT_xB₂粉末，其中Os：MT：B的摩尔比为(0.5～0.99)：(0.01～0.5)：(2.25～5)；在Os_1-xMT_xB₂粉末中添加烧结助剂Ni，碾磨后过筛处理，将含Ni的Os_1-xMT_xB₂粉末经1400～1800℃烧结制得。

2.根据权利要求1所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂Ni的添加量为Os_1-xMT_xB₂粉末的1～12wt.％；所述的B粉为非晶态，所述Os、MT和B的摩尔比为0.9：0.1：(2.25～5)。

3.根据权利要求1所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料，其特征在于，所述过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的致密度为85～99％，所述过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的维氏硬度值为1700～4000Hv。

4.根据权利要求1所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料，其特征在于，所述过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的主相具有六方结构的Os_1-xMT_xB₂为ReB₂型。

5.根据权利要求1-4任一项所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.在氩气气氛下，利用机械化学法将Os、MT和B粉混合制成Os_1-xMT_xB₂粉末；

S2.在Os_1-xMT_xB₂粉末中添加烧结助剂Ni，碾磨后过筛处理；

S3.将步骤S2得到的含Ni的Os_1-xMT_xB₂粉末，在1400～1800℃经烧结得到过渡金属硼化物硬质陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述机械化学法采用的设备为高能球磨机、振动球磨机、行星式球磨机或等离子体辅助高能球磨机。

7.根据权利要求5所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述碾磨的时间为20～30min，所述筛的孔直径为100～200目。

8.根据权利要求5所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述烧结的方法为无压烧结、热压烧结或放电等离子烧结。

9.根据权利要求8所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述无压烧结中升温速率为3～15℃/min，保温时间为1～2h；所述热压烧结中升温速率为5～15℃/min，烧结压力为20～70MPa，保温保压时间为1～2h；所述放电等离子烧结中升温速率为100～200℃/min，烧结压力为20～70MPa，保温保压时间为10～15min。

10.权利要求1-4任一项所述的过渡金属硼化物硬质陶瓷材料在切削刀具或研磨工业领域中的应用。