[发明专利]基于铬铝碳的碳化铬-氮化铝复合粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于Cr₂AlC的Cr₃C₂‑AlN复合粉体及其制备方法。其技术方案是：将Cr₂AlC粉体置入石墨坩埚，再将所述石墨坩埚放入气氛炉，抽真空至真空度≤100Pa，充入氮气，然后将所述气氛炉升温至1000～1600℃，保温0.5～5h，自然冷却至室温，制得基于Cr₂AlC的Cr₃C₂‑AlN复合粉体。所述Cr₂AlC粉体的纯度≥99.0wt％；Cr₂AlC粉体的粒度≤150μm。所述氮气的纯度≥98.5％。本发明热处理时间短、工艺简单和能实现所述Cr₃C₂‑AlN复合粉体微米至纳米级别的粒径可控，所制备的基于Cr₂AlC的Cr₃C₂‑AlN复合粉体纯度高和分散性好。

技术领域

本发明属于Cr₃C₂-AlN复合粉体技术领域。具体涉及一种基于Cr₂AlC的Cr₃C₂-AlN复合粉体及其制备方法。

背景技术

Cr₃C₂是一种在高温下具有良好耐磨性、耐腐蚀性以及抗氧化性能的无机金属碳化物材料，Cr₃C₂作为硬质合金、热喷涂材料被广泛应用于电力、化工、冶金等行业。在实际生产当中，通常使用超音速火焰喷涂、等离子喷涂等制备Cr₃C₂涂层。AlN因具有热导率高、强度和硬度高、耐腐蚀、耐磨损和低的热膨胀系数的特点，在半导体材料、微波电子衰减材料及耐火材料等领域得到广泛应用。相对于单相AlN或Cr₃C₂材料，Cr₃C₂-AlN复合材料具有高的硬度和良好的耐磨性，常用来制备复合装甲、风机叶片、球磨机内衬、金属材料涂层等，因此，Cr₃C₂-AlN复合材料的制备具有重要的现实意义。

目前，制备与Cr₃C₂相结合的复合材料的方法有：李振铎等人(李振铎,曾克里,于月光.超细25％NiCr-Cr₃C₂粉体制备及HVOF涂层性能研究[J].热喷涂技术，2010，02(01):20-23)采用超细Cr₃C₂粉体通过团聚烧结工艺，制得球形25％NiCr-Cr₃C₂复合粉体。但该工艺使用的细粉容易团聚，难以获得纳米级别的粉体。

Wenge Li等人(Wenge Li，Heping Zhou，Kexin Chen，Li Yin.Fabrication ofCr₃C₂-AlN-FeCr Cermet Coatingby Combustion Synthesis[J].Key EngineeringMaterials，2003，247:195-198)将铝粉、三氧化铬粉和炭黑混合料预压成型之后，放在酸洗过的铁基板上，置入容器内，通入氮气，通过电钨丝引燃反应，得到Cr₃C₂-AlN-FeCr复合材料。但燃烧合成反应过快，不好控制，该方法难以生成致密的产品，产物纯度不高。

“一种纳米碳化铬复合粉体的制备方法”(201110070999.3)专利技术，该技术将镍铬合金粉体经球磨后置于气氛炉当中，通入氢气和碳气的混合气体，升温至650～950℃，保温1～3h，制得碳化铬-镍铬复合粉体。但该技术对设备要求高、能耗大和产物纯度不高。

发明内容