[发明专利]一种碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备方法和在玻璃精密模压用均热板中的应用

权利要求书

1.一种碳氮化钛基金属陶瓷材料，其特征在于：

所述碳氮化钛基金属陶瓷材料包含镍钴金属粘结相、氧化锆弥散相和氮化硅晶须强化相；

所述碳氮化钛基金属陶瓷材料由包括Ti(C,N)、WC、Mo₂C、TaC和/或NbC、Zr、炭黑、NbN和/或AlN、Si₃N₄晶须、Co和Ni在内的粉末原料通过粉末冶金方法得到。

2.根据权利要求1所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料，其特征在于：所述原料包括以下质量百分比组分：

WC 15～20％；

Mo₂C 5～8％；

TaC和/或NbC 1～3％；

Ni和Co20～25％；

NbN和/或AlN 0.2～1.0％；

Si₃N₄晶须0.5～1.0％；

Zr1.0～3.0％；

炭黑0.4～1.0％；

余量为Ti(C,N)。

3.根据权利要求1或2所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料，其特征在于：

所述Ti(C,N)的粒径为4～6μm；

所述WC、Mo₂C、TaC、NbC、Zr、炭黑、NbN、AlN、Co及Ni的粒径均为3～8μm；所述氮化硅晶须的直径为0.5～1.0μm，长度为20～50μm。

4.权利要求1～3任一项所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将Si₃N₄晶须进行表面清洁和表面镀镍处理，得到镀镍Si₃N₄晶须；

2)将包括Zr、炭黑、Co及Ni在内的粉末通过高能球磨进行碳氧化后，与NbN和/或AlN粉末进行球磨混合I，得到混合粉末I，将混合粉末I与包括Ti(C,N)、WC、Mo₂C与TaC和/或NbC在内的粉末进行球磨混合II，得到混合粉末II，混合粉末II与镀镍Si₃N₄晶须进行球磨混合III后，干燥，得到混合粉末III；

3)将混合粉末III通过压制成型和烧结，即得碳氮化钛基金属陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述镀镍Si₃N₄晶须表面的镍镀层中镍颗粒粒径尺寸小于100nm，镍镀层厚度为300～500nm。

6.根据权利要求4所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述高能球磨的条件为：干法球磨，球磨速度为400～500r/min，球料比为(10～15):1，球磨时间为2～4h，球磨气氛为氧气含量低于2vol.％的惰性气氛。

7.根据权利要求4所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：

所述球磨混合I的条件为：湿法球磨，球磨介质为酒精，球磨速度为150～200r/min，球料比为(3～6):1，球磨时间为24～48h；

所述球磨混合II的条件为：湿法球磨，球磨介质为酒精，球磨速度为150～200r/min，球料比为(3～6):1，球磨时间为24～48h；

所述球磨混合III的条件为：湿法球磨，球磨方式为行星球磨或滚筒球磨；采用行星球磨时，球磨介质为酒精，球磨速度为100～120r/min，球料比为(1～2):1，球磨时间为3～6h；采用滚筒球磨时，球磨速度为50～80r/min，球磨时间为6～12h。

8.根据权利要求4所述的一种碳氮化钛基金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述压制成型采用模压或冷等静压，压制成型的压力为150～200MPa。