[发明专利]一种Ti(C,N)/AlN复合粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Ti(C,N)/AlN复合粉体及其制备方法。其技术方案是：将Ti₂AlC₃粉体装入石墨坩埚内，再将所述石墨坩埚置入气氛炉中，在氮气气氛条件下升温至900～1600℃，保温0.5～3h，冷却至室温，制得Ti(C,N)/AlN复合粉体。所述Ti(C,N)/AlN复合粉体中的Ti(C,N)颗粒表面覆盖有AlN晶须；所述AlN晶须直径为0.010～2μm，长度为1～10μm；所述Ti(C,N)颗粒的粒径为10～80μm。所述Ti₂AlC₃粉体的纯度≥98.0wt％，Ti₂AlC₃粉体的粒径为10～100μm。本发明具有工艺简单和生产成本低的特点，所制备的Ti(C,N)/AlN复合粉体中的Ti(C,N)颗粒与AlN晶须结合性好、物相纯度高、AlN分布均匀和综合性能优异，有利于推广应用。

技术领域

本发明属于陶瓷粉末制备技术领域。具体涉及一种Ti(C,N)/AlN复合粉体及其制备方法。

背景技术

Ti(C,N)基金属陶瓷具有耐磨性好、高温硬度大、化学性稳定和抗热变形性优异等，已成为切割行业中的新生材料。AlN具有热导率高、热膨胀系数低、强度高和光电磁性能优良的性质，广泛用作新型复合材料的增强体。通过向Ti(C,N)中添加AlN能有效增加氮含量，Al可以通过固溶强化使Ti(C,N)相粘结。因此，添加AlN将进一步改善Ti(C,N)的微观结构和力学性能。

Zhou W等人(Zhou W,Zheng Y,Zhao Y,et al.Microstructurecharacterization and mechanical properties of Ti(C,N)-based cermets with AlNaddition[J].Ceramics International,2015,41(3):5010-5016.)以TiC_0.6N_0.4、WC、Mo、Ni、C和Cr₃C₂粉末为原料，添加AlN，以乙醇为溶剂混合均匀，在红外炉中干燥，采用真空烧结法升温至1400℃并保温1h，制得Ti(C,N)-AlN复合材料，但该方法反应过程难以控制，且无法制备纯相复合材料，材料性能较差。

Lv C等人(Lv C,Zhai Y,Wang C,et al.Hot-Press Sintering of TiC_0.5N _0.5-Based Cermets:Addition Effect of AlN Nano-Powder on Microstructure andMechanical Properties[J].Key Engineering Materials,2017,726.)以TiC_0.5N _0.5和AlN为原料，以Mo、Ni、WC和Co为添加剂，通过超声波振动和机械搅拌，真空干燥；再采用热压烧结法以40Mpa和15℃/min升温至1450℃。制得Ti(C_0.7N_0.3)AlN复合材料，该方法制备过程复杂，需要在一定压力下反应，生产成本较高。

Xiong J等人(Xiong J,Guo Z,Shen B,et al.The effect of WC,Mo₂C,TaCcontent on the microstructure and properties of ultra-fine TiC_0.7N_0.3cermet[J].Materialsdesign,2007,28(5):1689-1694.)以TiC_0.7N_0.3为原料，以WC、Mo₂C、TaC粉末为添加剂，用研磨机研磨48h，加入蜡作为压制助剂，压制成型，采用真空烧结法烧结，然后在热等静压机进行HIP处理，虽制得Ti(C,N)复合材料。但该方法工艺复杂，生产成本较高，综合性能较差。

发明内容