专利名称：碳化铪粉体的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳化铪粉体的制备方法，属于陶瓷粉体制备技术领域。
背景技术：
目前，碳化铪粉体主要由二氧化铪碳热还原法制得，其反应方程式为Hf02+3C = HfC+2C0 个上述反应过程属于固-固反应类型，反应进程是由物质扩散控制的。这种方法的缺点是二氧化铪粉体和炭黑或石墨粉体混合不均勻且炭黑或石墨粉体活性较低，使二氧化铪还原不完全，成为产物的杂质。另外，残存在碳化铪粉体中的炭黑或石墨粉体活性低，脱碳时需较高温度(大于600°C)才能使C在氧化气氛中生成一氧化碳或二氧化碳排除掉，温度越高粉体中的氧含量越高，造成碳化铪粉体质量下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种成本低、烧结活性好的碳化铪粉体的反应合成方法。其技术方案为本发明所述的碳化铪粉体的制备方法，是采用酚醛树脂形成的高活性碳为碳源还原二氧化铪粉体制备碳化铪粉体，包括以下步骤①原料制备第一步将0. 1 3 μ m的二氧化铪粉体与酚醛树脂以重量比为5 0. 5 1的比例在混碾机中混合均勻，在80 100°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为10 20 μ m的原料粉1。第二步将上述原料粉1与酚醛树脂以重量比为5 1 2的比例在混碾机中混合均勻，在50 100°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为20 50μπι原料粉2。第三步将上述原料粉2与酚醛树脂以重量比为5 2 3的比例在混碾机中混合均勻，在40 80°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为50 IOOym原料粉3。②碳化铪粉体合成将上述原料粉3在0. 5 3Mpa的压力下压块，然后在1300°C 2000°C的温度下惰性或还原性气氛气氛烧制6-8小时制得碳化铪块体。③脱碳处理将上述碳化铪块体在350 550°C的温度下氧化气氛保温6 12小时脱碳，冷却后粉碎制得碳化铪粉体。所述的碳化铪粉体的制备方法，二氧化铪粉体与酚醛树脂混合分步进行。本发明与现有技术相比，具有以下优点1、本发明采用酚醛树脂将二氧化铪粉体包裹起来形成孤立的微米级的二氧化铪颗粒，当温度升高时酚醛树脂碳化形成活性很高的多孔高活性碳，使得二氧化铪与碳反应的开始温度得到大幅度下降，获得的多孔高活性碳的微孔通道能够顺利地将二氧化铪与碳反应生成的一氧化碳排出，同时，根据所需高活性碳量可适当减小酚醛树脂用量或减小步骤；2、酚醛树脂碳化后形成的高活性多孔高活性碳包裹了二氧化铪颗粒，在反应形成碳化铪时抑制了碳化铪晶粒的生长，可获得晶粒尺寸均一的碳化铪粉体。3、该技术工艺简单、稳定，生产成本低，粉体应用性能好。
具体实施例方式实施例11、原料制备第一步将0.1 μπι的二氧化铪粉体与酚醛树脂以重量比为5 0.5的比例在混碾机中混合均勻，在80°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为10 μπι的原料粉1。第二步将上述原料粉1与酚醛树脂以重量比为5 1的比例在混碾机中混合均勻，在50°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为20 μ m原料粉2。第三步将上述原料粉2与酚醛树脂以重量比为5 2的比例在混碾机中混合均勻，在40°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为50 μ m原料粉3。2、碳化铪粉体合成将上述原料粉3在0. 5Mpa的压力下压块，然后在1300°C °C的温度下惰性或还原性气氛气氛烧制6小时制得碳化铪块体。3、脱碳处理将上述碳化铪块体在350°C的温度下氧化气氛保温6小时脱碳，冷却后粉碎制碳化铪粉体。所用原料的纯度均为99. 99%纯。实施例21、原料制备第一步将1. 5μπι的二氧化铪粉体与酚醛树脂以重量比为5 0. 75的比例在混碾机中混合均勻，在90°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为15 μπι的原料粉 1。第二步将上述原料粉1与酚醛树脂以重量比为5 1.5的比例在混碾机中混合均勻，在75°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为35 μπι原料粉2。第三步将上述原料粉2与酚醛树脂以重量比为5 2. 5的比例在混碾机中混合均勻，在60°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为75 μπι原料粉3。2、碳化铪粉体合成将上述原料粉3在1. 5Mpa的压力下压块，然后在1650°C °C的温度下惰性或还原性气氛气氛烧制7小时制得碳化铪块体。3、脱碳处理将上述碳化铪块体在450°C的温度下氧化气氛保温9小时脱碳，冷却后粉碎制得碳化铪粉体。所用原料的纯度均为99. 99%纯。实施例31、原料制备第一步将3 μ m的二氧化铪粉体与酚醛树脂以重量比为5 1的比例在混碾机中混合均勻，在100°c的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为20μπι的原料粉1。第二步将上述原料粉1与酚醛树脂以重量比为5 2的比例在混碾机中混合均勻，在100°c的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为50 μ m原料粉2。第三步将上述原料粉2与酚醛树脂以重量比为5 3的比例在混碾机中混合均勻，在80°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成粒度为100 μ m原料粉3。2、碳化铪粉体合成将上述原料粉3在3Mpa的压力下压块，然后在2000°C V的温度下惰性或还原性气氛气氛烧制8小时制得碳化铪块体。3、脱碳处理将上述碳化铪块体在550°C的温度下氧化气氛保温12小时脱碳，冷却后粉碎制得碳化铪粉体。所用原料的纯度均为99. 99%纯。
权利要求
1. 一种碳化铪粉体的制备方法，其特征在于采用酚醛树脂碳化形成的高活性碳为碳源还原二氧化铪粉体制备碳化铪粉体，包括以下步骤①原料制备第一步将0.1 3μπι的二氧化铪粉体与酚醛树脂以重量比为5 0.5 1的比例在混碾机中混合均勻，在80 100°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为 10 20 μ m的原料粉1。第二步将上述原料粉1与酚醛树脂以重量比为5 1 2的比例在混碾机中混合均勻，在50 100°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为20 50 μ m原料粉 2。第三步将上述原料粉2与酚醛树脂以重量比为5 2 3的比例在混碾机中混合均勻，在40 80°C的温度下固化，然后在制粉机中粉碎制成平均粒径为50 100 μ m原料粉 3。②碳化铪粉体合成将上述原料粉3在0. 5 3Mpa的压力下压块，然后在1300°C -1800°C的温度下惰性或还原性气氛气氛烧制6-8小时制得碳化铪块体。③脱碳处理将上述碳化铪块体在350 550°C的温度下氧化气氛保温6 12小时脱碳，冷却后粉碎制得碳化铪粉体。
全文摘要
本发明提供一种碳化铪粉体的制备方法，包括配料、混合、固化、制粉、压制成型、烧成、脱碳和制粉，其特征在于将酚醛树脂与粒度为0.1～3μm的二氧化铪粉体混合形成泥料，在40℃～100℃的温度下固化，制粉，压制成块体，然后在1300℃～1800℃的温度惰性或还原性气氛气氛烧制6～8小时制得碳化铪块体，经脱碳后粉碎制得碳化铪粉体。本发明具有工艺简单，碳化铪粉体纯度高，成本低的特点。
文档编号C01B31/30GK102225762SQ20111013599
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者唐竹兴, 谭会会 申请人:山东理工大学