[发明专利]一种高致密碳化硼陶瓷材料及其无压烧结的制备方法

权利要求书

1.一种高致密碳化硼陶瓷材料，其特征在于，其原料按照质量百分比，由以下组份组成：二硅化铬2～8％，碳化硅3～10％，铝0～2％，聚酰亚胺粉3～8％，炭黑0.5～2.5％，余量为碳化硼。

2.一种根据权利要求1所述的高致密碳化硼陶瓷材料，其特征在于，原料按照质量百分比，由以下组份组成：二硅化铬3～6％，碳化硅3～8％，铝0.5～2％，聚酰亚胺粉3～7％，炭黑0.5～2％，余量为碳化硼。

3.一种根据权利要求1或2所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将除聚酰亚胺之外的物料混合后装入行星球磨机中进行球磨，得到球磨后的物料；

2)向步骤1)中球磨后的物料中加入聚酰亚胺混合均匀，然后经干燥、过筛和烘干后，得到混合物微粉；

3)将步骤2)中的混合物微粉压制成型后，得到素胚，然后对素胚进行无压真空烧结，得到碳化硼基体；

4)用铝硅箔将步骤3)中的碳化硼基体充分包覆，采用反应熔渗法，在氩气气氛下低温烧结，得到碳化硼陶瓷。

4.根据权利要求3所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，球磨介质为无水乙醇，液料比为1:1～2.5g/L，球料比为3～8:1，球磨转速为400～600r/min；球磨时间为15～50h。

5.根据权利要求3所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，过筛的筛网孔径为50～80目；成型压力为180～250MPa，素胚密度控制在1.65～2.00g/cm³。

6.根据权利要求3所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，真空烧结的具体过程为：先以8～16℃/min升温至1000～1200℃，保温1～2h；随后以10～12℃/min升温至2100～2200℃，保温1.5～2.5h；而后随炉冷却，最终完成烧结得到碳化硼基体。

7.根据权利要求3所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，熔渗过程前，先将包覆了足量铝硅箔的碳化硼基体置于带盖的小型石墨坩埚内，然后将其置于大坩埚中，形成半封闭体系，以防止Al和Si挥发到炉腔中；熔渗时先抽至真空，然后通入氩气至微正压。

8.根据权利要求3或7所述的高致密碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所得碳化硼基体，熔渗过程中以10～12℃/min升温至1150～1250℃，保温1h，而后随炉冷却，得到碳化硼陶瓷。