[发明专利]碳氮化钛-碳化二钼-镍-镍锆化合物-三氧化二钇系材料及其制备方法

说明书

本发明属于金属陶瓷材料及其制备方法。

现代材料研究，要求材料既具有特殊的性能，又具有良好的综合机械性能，金属和陶瓷的复合体融和了金属和陶瓷的优点，这种类型的材料既表现出高强度，又表现出了良好的塑韧性。TiC_xN_1－x-Mo₂C-Ni体系的材料就是金属和陶瓷的复合材料中的一种。由于纯Ni的性能较差，因此影响了TiC_xN_1－x-Mo₂C-Ni体系材料本身的性能。日本植木光先等(《粉末おふび粉末冶金》1990 37(6)P869)、渡边忠彦等(《粉末おふび粉末冶金》1991 38(2)P127)、金等(《日本セラミツワ协会学术论文志》1987.2 P125J，针对已有技术的缺陷，对现有的TiC_xN_1－x-Mo₂C-Ni体系的材料作了改进，使其强度及塑韧性都得到了改善，但由于这种改进只是对TiC_xN_1－x-Mo₂C-Ni体系材料除调整配比外，大多采用多元碳化物如WC、TaC、Cr₃C₂、NbC等来改善性能，这样Ni仍然是作为粘结剂，由于纯Ni的性能较差，所以，这种改进后的材料的性能仍然不理想。

本发明的目的在于克服已有技术的缺陷，提供一种利用机械合金化技术制备出新的合金成分、超细晶粒、性能优异的金属陶瓷材料TiC_xN_1－x-Mo₂C-Ni-Ni₇Zr₂-Y₂O₃系材料。

本发明所述的超细组织的烧结材料是通过采用微量的金属间化合物及超细稳定的稀土氧化物Y₂O₃来改善材料的性能，在工艺上采用机械合金化技术，使各种成分的粉末得到充分混合，而且这种复合的混合粉末的粒度细小达到纳米级。

本发明的材料由TiC_xN_1－x、Mo₂C、Ni、Ni₇Zr₂、Y₂O₃粉末混合制备面成，其组成配方按重量百分比如下：  TiC_xN_1－x          55-80％         其中：I＝0.5～0.8  Mo₂C               8-20％  Mi                  8-35％  Ni₇Zr₂            0.1-2.5％  Y₂O₃              0.1～1.5％

本发明所述的材料通过机械合金化技术工艺过程制备面得，下面对其制备方法作进一步说明。

①TiC_xN_1－x粉末制备合成

TiC_xN_1－x粉末可以用碳还原法或自蔓延高温合成法制取，其中碳还原法为：将Ti粉和C粉按不同的原子比进行配比混匀，再于一定温度下于碳管炉中通氮气可得TiC_xN_1－x粉末，如TiC_0.5N_0.5的制取：将100原子％Ti粉和50原子％C粉末进行混匀，再置于碳管炉中在1400℃下通纯净的氮气2小时，再于1900℃1小时即可得到TiC_0.5N_0.5粉末。自蔓延高温合成是将Ti粉末和Xat％粉末混合压坯，置于10-40大气压压力的氮气容器中点火使之反应，即可得到TiC_xN_1－x粉末。

②超细混合粉末的机械合金化制备