[发明专利]一种抗热震超高温陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种抗热震YbB₆超高温陶瓷及其制备方法，属于超高温陶瓷领域。抗热冲击YbB₆超高温陶瓷具有高纯度、高致密度、高强度、低弹性模量、低剪切模量、抗热震性好的特点，利用高温反应合成制备YbB₆超高温陶瓷粉末，然后经过球磨、高温热压烧结制备致密YbB₆超高温陶瓷体材料的方法。该方法首先以Yb₂O₃和B₄C(或Yb₂O₃和B)粉末为原料，按不同比例混合，经过1500‑1750℃高温反应获得纯度高YbB₆超高温陶瓷粉末。然后经过对YbB₆超高温陶瓷粉末的机械球磨料、干压成型、高温1850‑2000℃热压烧结可以得到高纯度、高致密度、高强度、低弹性模量、低剪切模量、抗热震性好的致密YbB₆超高温陶瓷。本发明提供的YbB₆超高温块体陶瓷工艺简单、不需要加入成型助剂和第二相烧结助剂。

主权项

1.一种抗热震超高温陶瓷，其特征在于：该抗热震超高温陶瓷的分子式为YbB6，该抗热震超高温陶瓷熔点大于2500℃，气孔率小于1％；该抗热震超高温陶瓷的理论密度为5.5g/cm3，弹性模量为198GPa，剪切模量为80G Pa，它的氧化产物Yb2O3的熔点为2372℃；抗热震超高温陶瓷的制备方法，步骤为：(1)将Yb2O3粉末和B4C粉末按照Yb：B＝1：6.1‑6.8的摩尔比进行混合，然后加入到无水乙醇中使用混料机进行混合，得到料浆；(2)将步骤(1)得到的料浆进行干燥处理，干燥完成后得到混合粉末；(3)将步骤(2)得到的混合粉末进行高温反应合成YbB6超高温陶瓷粉末；(4)对步骤(3)得到的YbB6超高温陶瓷粉末进行球磨处理；(5)将步骤(4)球磨处理后的YbB6超高温陶瓷粉末进行干燥处理；(6)将步骤(5)球磨干燥后的YbB6超高温陶瓷粉末置于石墨模具中循环加压干压成型，得到均匀的YbB6超高温陶瓷粉末坯体；(7)将步骤(6)干压成型的YbB6超高温陶瓷粉末坯体及石墨模具一同置于高温热压烧结炉中热压烧结制备致密的YbB6超高温陶瓷块体材料；所述的步骤(1)中，原料为Yb2O3粉末和B4C粉末，Yb2O3粉末和B4C粉末按照Yb：B＝1：6.1‑6.8的摩尔比进行混合；混料机转速为100‑300转/min，混料时间为10‑30小时；所述的步骤(2)中，所述干燥条件为：干燥环境为真空或通风干燥，干燥温度为25‑45℃，干燥时间为24‑48小时；所述的步骤(3)中，所述高温反应条件为：温度为1500‑1750℃，反应时间为2‑4小时，高温炉的气氛为保护气氛Ar气；所述的步骤(4)中，所述球磨处理条件为：球磨介质为无水乙醇，磨球为WC球，转速为300‑400转/分，球磨时间为6‑10小时；所述的步骤(5)中，所述干燥条件为：干燥环境为真空或通风，干燥温度为25‑35℃，干燥时间为24‑48小时；所述的步骤(6)中，所述干压成型的条件为：干压模具为石墨模具，干压成型压力为10‑15MPa，保压时间为1‑5分钟，循环加压次数为3‑8次；所述的步骤(7)中，所述热压烧结条件为：热压烧结温度1850‑2000℃，保温时间0.5‑2小时，气氛为Ar气保护气氛。