[发明专利]一种纳米TiB2

权利要求书

1.一种纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：

利用TiC涂层与BN粉料反应，获得纳米TiB₂涂层，包括以下步骤：

1)获取沉积有TiC涂层的样件

通过化学沉积法在样件表面沉积TiC涂层；

2)获取沉积有纳米TiB₂涂层的样件

2.1)将沉积有TiC涂层的样件和BN粉料均加入石墨坩埚中，使BN粉料将沉积有TiC涂层的样件完全覆盖；

2.2)将石墨坩埚置于加热炉中，在Ar气氛或Ar和O₂的混合气氛或Ar、O₂和H₂的混合气氛下，以恒定升温速率将炉温升至600～2000℃，进行硼化反应0.1～20h；所述O₂的体积分数在10％以下；所述H₂的体积分数在3％以下；

2.3)使反应后的试样在Ar气氛下自然降温至室温，取出试样，清除其表面附着的BN粉料，获得沉积有纳米TiB₂涂层的样件。

2.根据权利要求1所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)将样件洗净并干燥后，置于化学气相沉积炉的炉膛中，将炉膛以恒定升温速率升温至900～1100℃；

1.2)向炉膛中同时通入氢气、甲烷和氩气；

1.3)将TiCl₄加热至50～70℃，并利用恒定流速的Ar将TiCl₄带入炉膛中，进行沉积反应1～4h，将炉膛压力保持在1～10kPa；

1.4)同时关闭化学气相沉积炉的加热和所有进气，直至炉膛自然降温至室温，得到沉积有TiC涂层的样件。

3.根据权利要求2所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：

步骤1.1)中，所述样件的材料为石墨、碳碳复合材料、不锈钢或钛合金。

4.根据权利要求3所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：

步骤2.1)中，所选择BN粉料的纯度为99.9％，粒度为0.02～20μm。

5.根据权利要求4所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：

步骤2.2)中，所述升温速率为10℃/min；

所述升温的终点温度为1000～1400℃；

所述硼化反应的时长为0.5～3h。

6.根据权利要求5所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：

步骤2.1)中，所选择BN粉料的粒度为0.05-3μm。

7.根据权利要求6所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：

1.1)将样件洗净并干燥后，置于化学气相沉积炉的炉膛中，以恒定升温速率升温至950℃；

1.2)向炉膛中分别以300mL/min、20mL/min、600mL/min的流速同时通入氢气、甲烷和氩气；

1.3)将TiCl₄加热至60℃，并利用300mL/min流速的Ar将TiCl₄带入炉膛中，进行沉积反应2h，将炉膛压力保持在5kPa；

1.4)同时关闭化学气相沉积炉的加热和所有进气，直至炉膛自然降温至室温，得到沉积有TiC涂层的样件。

8.根据权利要求1至3任一所述的纳米TiB₂涂层的制备方法，其特征在于：所述纳米TiB₂涂层厚度在0.5～5μm范围内。