[发明专利]一种碳化钽陶瓷的低温快速制备方法在审

专利信息
申请号: 201911121523.0 申请日: 2019-11-15
公开(公告)号: CN110746190A 公开(公告)日: 2020-02-04
发明(设计)人: 王为民;刘纯;何强龙;王爱阳;田田;胡兰馨 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: C04B35/56 分类号: C04B35/56;C04B35/622;C04B35/645;C04B35/624;C04B35/626
代理公司: 42102 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 代理人: 官群
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 碳化钽 研磨 陶瓷前驱体 陶瓷 热解产物 石墨模具 烧结 含钽 炉中 凝胶 热解 制备 放电等离子体烧结 碳热还原反应 前驱体粉末 晶粒 低温热解 反应烧结 酚醛树脂 恒温搅拌 快速制备 烧结活性 陶瓷粉体 无水乙醇 低温管 前驱体 致密化 过筛 装入
【权利要求书】:

1.一种碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

1)制备含钽前驱体:将TaCl5和酚醛树脂溶于无水乙醇中,并在60~80℃下恒温搅拌均匀得到含钽凝胶后,随后干燥并研磨得到碳化钽陶瓷前驱体粉末;

2)热解:将步骤1)所得碳化钽陶瓷前驱体粉末充分研磨后置于低温管式炉中进行热解处理,得到热解产物;

3)碳化钽陶瓷反应烧结致密化:将步骤2)所得热解产物充分研磨后过200目筛,所得粉末装入石墨模具中,然后将石墨模具置于放电等离子体烧结炉中烧结得到碳化钽陶瓷。

2.根据权利要求1所述的碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,步骤1)所述酚醛树脂残碳量为60wt%,以残碳量计,酚醛树脂中的C与TaCl5中的Ta的摩尔比为3.75~4.50:1。

3.根据权利要求1所述的碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,步骤1)将TaCl5和酚醛树脂溶于无水乙醇中,TaCl5与无水乙醇的质量比为1:2.5~4。

4.根据权利要求1所述的碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,步骤1)干燥条件为:80~120℃下真空干燥12~24h。

5.根据权利要求1所述的碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,步骤2)热解处理工艺条件为:以Ar为保护气氛,室温下以1~10℃/min的速率升温至700℃,保温0.5~2h。

6.根据权利要求1所述的碳化钽陶瓷的低温快速制备方法,其特征在于,步骤3)所述烧结工艺条件为:在真空条件下,从室温以50~200℃/min的速率升温至1500℃,保温5~10min后,施加50~80MPa的压力,再以50~200℃/min的速率升温至1800~1900℃,保温5~10min后卸压冷却。

7.根据权利要求1-6任一所述方法制备得到的碳化钽陶瓷,其特征在于,所述碳化钽陶瓷为纯相的TaC,微观晶粒尺寸为1~3μm,致密度为89.65~96.42%。

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