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碳化硼的制备

发布日期:2021/8/16 16:20:19

背景及概述[1]

碳化硼是自然界中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的重要超硬材料。它具 有高熔点、高模量、比重小、自润滑性好、耐磨、耐酸碱腐蚀、耐辐射、吸收 中子等特点,是一种综合性能十分突出的新型高性能工程陶瓷材料,在高端液 气密封材料、航天航空发动机喷头、高端陶瓷轴承、高端防弹装甲材料、硬质 材料的抛光和精研磨料等方面具有重要应用。另外,碳化硼陶瓷在核电反应堆 中子吸收及屏蔽部件等方面具有不可替代的作用。

制备[1-2]

报道一、

制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺,包括如下制作步骤:

①、原材料混合:取100克丁钠乳胶,切成小颗粒状,放入1升120号汽 油中,密封浸泡一周,待丁钠乳胶全部溶化,将碳化硼粉末与麦芽糖浆以重量 比5:1的比例混合,搅拌均匀,搅拌过程中逐次加入上述溶解有丁钠乳胶的120 号汽油,搅拌两个小时,最终的效果是手指轻捏能成小团;

②、材料的压制预处理、造粒:将搅拌均匀的碳化硼粉末装入合金模具, 用冷压机压制成饼状即可,每次压制装入与模具孔等体积的碳化硼粉末,将饼 状碳化硼通过80目的不锈钢筛筛成颗粒状;

③、热处理:使用中频烧结炉加热,开机,将功率调至120kw/h加热,加 热时间为1小时35分钟,温度达到2200℃,中间过程中电压不稳,要随时调节, 保证120kw/h的功率,炉内温度达到2200℃时开始保温,每5分钟将功率下调 10kw/h,保温时间为20分钟;

④、压制冷切成型:保温结束后开始加压,通过远程控制阀给中频烧结炉 加压,加压前10分钟匀速加压到10MPa,然后5分钟保持匀速加压到15MPa, 整个加压过程约15分钟,开始保压5分钟,最后关机,整个压制时间约20分 钟,最后通过循环水给炉体冷却成型。

报道二、

高比表面积碳化硼粉的制备方法,包括如下步骤:

将粒度为20~60μm碳化硼粉50kg加入150kg溶剂的立式搅拌球磨机中,加入0.5kg的分散剂和与100kg的陶瓷研磨球开始球磨,前3小时球磨机的转速为300r/min,后2小时球磨机的转速为100r/min,总球磨时间5h,在球磨后的料液中加入5kg的分散剂搅拌0.5小时后将料液抽出,置于另一沉降池中进行沉降,沉降4小时后加入甩干机中进行脱水处理。脱水后的料饼送入干燥箱中,在100℃以下,干燥4小时,即可得到粒度在0.2~0.5μm、比表面积大于20mm2/g的碳化硼粉。

参考文献

[1] [中国发明] CN201510801976.3 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺

[2] [中国发明] CN201010178880.3 高比表面积碳化硼粉的制备方法

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