[发明专利]一种B4

说明书

本发明公开了一种B₄C‑TiB₂导电复相陶瓷及其制备方法，属于陶瓷材料领域。该导电复相陶瓷具有包覆型显微结构的，其中TiB₂的体积含量为10‑30％。该导电复相陶瓷制备原料为：B₄C、TiC和无定形B粉体，其制备步骤是：按照成分设计配比分别称取原料粉体；混合均匀后充分干燥；使用放电等离子烧结炉在真空气氛中烧结制备复相陶瓷，烧结温度为2000℃，压力为50MPa，保温时间为5‑20min。本发明构筑了TiB₂小晶粒包覆B₄C大晶粒的包覆型显微结构，有利导电网络的形成和完善。在相同TiB₂含量下，本发明制备的B₄C‑TiB₂复相陶瓷具有更高的电导率。本发明制备过程简单，无需任何其它特殊复杂方法。与传统方法相比，本发明所制备的B₄C‑TiB₂复相陶瓷的力学性能相当或更优。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种B₄C-TiB₂导电复相陶瓷及其制备方法。

背景技术

B₄C具有高硬度、低密度、良好的化学稳定性和较大的中子吸收截面等特性，广泛应用于防弹装甲、耐磨器件、航空航天及核工业等领域。由于B₄C的共价键组成，其烧结性能差，很难实现致密化。同时，较低的断裂韧性也使单相B₄C陶瓷的加工效率、精度和成本很难满足工业应用的需求。

在B₄C基体中引入第二相TiB₂形成B₄C-TiB₂复相陶瓷，不仅可以显著改善 B₄C陶瓷的烧结性能和力学性能，还可大幅度降低陶瓷的电阻率，使其满足电火花加工技术(EDM)的要求。一般说来，材料的电阻率越低，其EDM加工性能就越好。因此，降低B₄C-TiB₂复相陶瓷的电阻率是提高其EDM加工性能的关键。提高复相陶瓷中导电相的含量是降低其电阻率最有效的方法。但是，对于B₄C-TiB₂复相陶瓷而言，增加导电TiB₂相的含量会带来三个问题：(1)增加了复相陶瓷的密度(TiB₂密度约为B₄C的1.8倍)；(2)降低了复相陶瓷的硬度(TiB₂硬度比B₄C低)；(3)增加原料成本。以上问题都限制了B₄C-TiB₂复相陶瓷在轻质装甲领域的应用。可以看出，常规方法降低B₄C-TiB₂复相陶瓷的电阻率都是以牺牲材料其它性能或增加制备成本为代价实现的。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明所要解决的问题是：提供一种具有包覆型显微结构的B₄C-TiB₂导电复相陶瓷及其制备方法，以期在低TiB₂含量下实现复相陶瓷的高导电性。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种B₄C-TiB₂导电复相陶瓷，其具有包覆型显微结构，即TiB₂小晶粒包覆在B₄C大晶粒周围；该导电复相陶瓷中TiB₂的体积含量为10-30％。

本发明同时提供了上述B₄C-TiB₂导电复相陶瓷的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)按照成分设计分别称取B₄C、TiC和无定形B粉体；

(2)将称量好的粉体混合均匀并充分干燥；