[发明专利]一种无中间相的高硬度TiB2

权利要求书

1.一种无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1)TiC粉和B粉按照预定摩尔比分别进行称量；

步骤2)将所称量的TiC粉和B粉进行均匀混合，得到混合均匀的混合物；

步骤3)将所述混合物进行干燥处理；

步骤4)将所述干燥后混合物预压制成块体；

步骤5)将所述预压成型的块体组装于叶蜡石合成块内；

步骤6)组装后的叶蜡石合成块进行干燥处理；

步骤7)将所述干燥后的叶蜡石复合块置于高压合成设备内进行高压原位反应制备高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料，所述步骤7)包括将干燥后的叶蜡石复合块置于国产六面顶高压设备内进行高压原位反应制备TiB₂-B₄C陶瓷复合材料，制备的压力条件为4.5GPa，温度在1700～1900℃之间，

所述步骤7)中，所述TiB₂-B₄C陶瓷复合材料的制备包括五个阶段：

(1)第一阶段：以2分钟的时间将制备压力升至压力P＝4.5GPa；

(2)第二阶段：当压力升至4.0GPa时，开始升温，在15秒内升至设定的制备温度T，T＝1700～1900℃；

(3)第三阶段：当制备温度升至T，保持温度不变，保持15～90分钟；

(4)第四阶段：维持压力不变，在5分钟的时间内，线性降低制备温度至加热停止；

(5)在3分钟内将压力降至大气压状态。

2.根据权利要求1所述的无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，原料中TiC粉和B粉的摩尔比为1：6。

3.根据权利要求1所述的无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，所述原材料TiC的纯度为99％、粒径为2～4μm；B粉纯度为99.9％，粒径为10～20μm。

4.根据权利要求1所述的无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括将称量的TiC粉和B粉进行均匀混合，称量的TiC和B粉倒入行星式球磨机，以无水乙醇为液体混合介质，以氩气作为保护气体，以300转/分钟的转速，球磨4小时；所述步骤3)包括将所述混合物进行干燥处理，在真空条件下，以60℃的温度进行干燥24小时；所述步骤4)包括将所述干燥后混合物预压制成圆柱块体，将干燥后的TiC和B的混合物装入合金模具内，以10MPa的压力将混合粉末预压成圆柱状块体。

5.根据权利要求1所述的无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤5)包括预压成型的圆柱块体组装于叶蜡石合成块内；所述步骤6)包括组装后的叶蜡石合成块放置于120℃的烘箱烘干1小时，进行干燥处理。

6.根据权利要求1所述的无中间相的高硬度TiB₂-B₄C陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，制备的包括五个阶段。

7.一种权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制备的复合材料的应用，其特征在于，所述复合材料用于高温极端条件下的精密刀具、高温耐磨组件、电极材料领域。