[发明专利]金刚石-B4

权利要求书

1.一种金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，以金刚石粉末、Si粉和B粉的混合物为原料,放电等离子烧结采用两步法进行原位烧结,烧结前段以100～200℃/min的速率升温至最高温度T₁；随后经过5～15min的降温过程，从最高温度降至T₂，从而得到金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷；其中，T₁为1550℃～1600℃，T₂为1500℃～1550℃，T₁与T₂的差值不小于40℃；

金刚石粉末占金刚石粉末、Si粉和B粉三者总质量的质量百分比为30％～50％；Si粉和B粉的质量比为1～2。

2.一种金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将金刚石粉末、Si粉和B粉混合球磨均匀后，干燥获得混合粉末；其中，金刚石粉末占金刚石粉末、Si粉和B粉三者总质量的质量百分比为30％～50％；Si粉和B粉的质量比为1～2；

S2、将混合粉末过筛后装入模具，放入放电等离子烧结装置中，在高真空状态下，冲入保护气氛并进行轴向加压，施加脉冲电流进行原位反应烧结，烧结前段以100～200℃/min的速率升温至最高温度T₁；随后经过5～15min的降温过程，从最高温度降至T₂，随炉冷却，得到金刚石-B4C-SiC三元复合陶瓷；其中，T₁为1550℃～1600℃，T₂为1500℃～1550℃，T₁与T₂的差值不小于40℃。

3.根据权利要求2所述的一种金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，金刚石粉末的平均粒径为25～40μm，B粉和Si粉的平均粒径均为1～3μm；金刚石粉末、Si粉和B粉的纯度均大于95％。

4.根据权利要求2所述的金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，步骤S1中球磨时间为6～12h，转速为100～200r/min；球料比为4～6，磨球材质为SiC。

5.根据权利要求2所述的金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，步骤S1中干燥温度为70℃，干燥时间为12～24h，干燥后将所得混合粉末过100～200目筛造粒，得到充分干燥的混合粉末。

6.根据权利要求2所述的金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，步骤S2中混合粉末过筛后装入石墨模具，预压后将模具放入放电等离子烧结装置中，石墨模具内壁、压头与粉体之间均采用石墨纸隔开，在真空度＜100Pa的高真空状态下，冲入氩气，进行压强为50～100MPa的轴向加压，施加脉冲电流进行原位反应烧结。

7.根据权利要求2所述的金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，步骤S2中的冷却过程为匀速降温。

8.根据权利要求2所述的金刚石-B₄C-SiC三相复合陶瓷的两步法烧结方法，其特征在于，步骤S2中随炉冷却还包括后处理过程，具体为：除去块体样品表面的石墨纸，对块体样品表面进行打磨、抛光的处理。