[发明专利]一种碳化硼喷雾造粒粉及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及陶瓷材料加工领域，尤其涉及一种碳化硼喷雾造粒粉及其制备方法与应用。所述碳化硼喷雾造粒粉的制备方法，包括粉料预磨的步骤，其中，所述粉料包括碳化硼粉体和增韧相；所述增韧相选自Al₂O₃、Y₂O₃、氧化铈中的一种或几种；其中，所述碳化硼粉体和所述增韧相的质量比为90～95：3～10。本发明通过调整入塔浆料、再通过控制喷雾造粒的工艺参数，制备得到固含量较高、灰分较少、实心球率较高碳化硼喷雾造粒粉；利用该碳化硼喷雾造粒粉制备的碳化硼异性防护陶瓷致密度良好。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料加工领域，尤其涉及一种碳化硼喷雾造粒粉及其制备方法与应用。

背景技术

碳化硼凭借其高硬度、低密度、耐酸碱等优秀性能被广泛应用于单兵防护以及装甲装备之中，同时各种中间增韧相的加入也使碳化硼的加工性能得以进一步提升，使碳化硼复合材料能够应用于军工行业。然而，碳化硼粉体的流动性较差，给后续工序带来很大挑战；比如在布料过程中存在分布不匀的情况会使得压塑时应力分布出现偏差，进而产生纵贯裂纹、边缘成型较差等较难逆转的缺陷。如此，喷雾造粒这一工序成为了陶瓷材料(尤其是异型防护陶瓷)制备过程中必不可少的一道工序，喷雾造粒后所得粉体主体与添加相的混合程度更好，流动性则更佳，从而为后续制得高品质的陶瓷材料提供了先决条件。

现有技术中，碳化硼喷雾造粒粉的固含量较低、灰分较高、实心球率较低，而上述三个指标是影响后续烧结工艺的关键性因素，直接关系到陶瓷产品的质量。由此可见，如何制得超高固含量、低灰分、高实心球率的碳化硼粉体是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种碳化硼喷雾造粒粉及其制备方法与应用。

作为本发明的第一目的，提供一种碳化硼喷雾造粒粉的制备方法；通过该制备方法制得的碳化硼喷雾造粒粉固含量较高、灰分较低、实心球率较高。

具体而言，所述制备方法包括粉料预磨的步骤，其中，所述粉料包括碳化硼粉体和增韧相；所述增韧相选自Al₂O₃、Y₂O₃、氧化铈中的一种或几种；

其中，所述碳化硼粉体和所述增韧相的质量比为90～95：3～10。

粉料的质量直接影响着碳化硼喷雾造粒粉的质量，本发明在研发过程中意外发现，由碳化硼粉体和增韧相组成的粉料有利于提高碳化硼喷雾造粒粉的固含量和实心球率，且有利于降低碳化硼喷雾造粒粉的灰分。

作为优选，所述粉料包括如下质量百分含量的组分：

碳化硼粉体 92～95％

Al₂O₃或Y₂O₃ 1～4％

氧化铈 2～4％；

所述碳化硼粉体和所述增韧相的D50均为0.1～1μm(D50为0.5μm时尤为理想)。

本发明进一步研究发现，当所述粉料由上述质量百分含量的各组分组成时，更加有利于制得高质量的碳化硼喷雾造粒粉。

作为优选，所述制备方法还包括制备初始浆料的步骤：向预磨后的粉料中加入纯水，得到初始浆料；

所述初始浆料的固含量为65～70％，粘稠度＜6500cps。

本发明发现，由于不同粉体表面亲水疏水官能团种类和数量有所差别，因此增韧相加入的种类和数量直接影响着初始浆料的粘稠度；上述配比能够最大程度上保证初始浆料的粘稠度，为后续调浆的步骤做好准备。

作为优选，所述制备方法还包括调浆的步骤：向所述初始浆料中依次加入减水剂、粘结剂和润滑剂，得到浆料；