4，酚醛树脂溶液中的C元素与水的重量比为1:8，然后在110?120°C条件下烘干12h去除水分，制成TiBJg合粉体；
[0034]将TiB2混合粉体过筛，选取粒度为24?60目的颗粒放入模具中，在10MPa的压力下模压成型，再在150°C条件下干燥10h，获得TiB2基素坯；
[0035]将硅颗粒放置在素坯上表面置于真空加热炉，在真空度< 10Pa的条件下，以30C /min的速度升温至1500°C，然后保温60min，获得致密的二硼化钛基陶瓷复合材料；其相组成为TiB2、SiC和Si ；
[0036]经检测，该二硼化钛基陶瓷复合材料的维氏硬度为14GPa，抗弯强度为202MPa，断裂韧性为5.2MPa.πι1/2，开口气孔率为1.54%，体积密度为3.64g/cm3，相对密度为91.92%。
[0037]实施例3
[0038]将水溶性酚醛树脂粉末、粒度< 0.5mm的TiB2粉末和水混合均匀，酚醛树脂溶于水中，其中，酚醛树脂粉末中的C元素与1182粉末的重量比为1:15.67，酚醛树脂粉末中的C元素与水的重量比为1:16，然后在110?120°C条件下烘干1h去除水分，制成TiB2混合粉体；
[0039]将TiB2混合粉体过筛，选取粒度为24?60目的颗粒放入模具中，在150MPa的压力下模压成型，再在100°C条件下干燥12h，获得TiB2基素坯；
[0040]将硅颗粒放置在素坯上表面置于真空加热炉中，在真空度< 10Pa的条件下，以50C /min的速度升温至1550 °C，然后保温50min，获得致密的二硼化钛基陶瓷复合材料；其相组成为TiB2、SiC和Si ；
[0041]经检测，二硼化钛基陶瓷复合材料的维氏硬度为15GPa，抗弯强度为233MPa，断裂韧性为5.8MPa.m1/2，开口气孔率为1.86%，体积密度为3.63g/cm3，相对密度为92.13%。
[0042]实施例4
[0043]将蔗糖、TiB2粉末和水混合均匀，蔗糖溶于水中，其中，蔗糖中的C元素与TiB^末的重量比为1: 11.5，蔗糖中的C元素与水的重量比为1:10，然后在110?120°C条件下烘干Ilh去除水分，制成TiBJg合粉体；
[0044]将TiBJg合粉体过筛，选取粒度在24?60目的颗粒作为模压物料放入模具中，在200MPa的压力下模压成型，再在250°C条件下干燥15h，获得TiB2基素坯；
[0045]将硅颗粒放置在素坯上表面置于真空加热炉中，在真空度< 10Pa的条件下，以8°C /min的速度升温至1600°C，然后保温40min，获得致密的二硼化钛基陶瓷复合材料；其相组成为TiB2、SiC和Si ；
[0046]经检测，该二硼化钛基陶瓷复合材料的维氏硬度为18GPa，抗弯强度为290MPa，断裂韧性为6.0MPa.πι1/2，开口气孔率为2.51 %，体积密度为3.68g/cm3，相对密度为93.88%。
[0047]实施例5
[0048]将葡萄糖、粒度< 0.5mm的TiB2粉末和水均匀混合，葡萄糖溶于水中，其中，葡萄糖中的C元素与1182粉末的重量比为1:9，葡萄糖中的C元素与水的重量比为1:12，然后烘干去除水分，制成TiBJg合粉体；
[0049]将TiB2混合粉体过筛，选取粒度在24?60目的颗粒放入模具中，在300MPa的压力下模压成型，再在300°C条件下干燥13h，获得TiB2基素坯；
[0050]将硅颗粒放置在素坯上表面并置于真空加热炉中，在真空度< 10Pa的条件下，以6°C /min的速度升温至1650°C，然后保温30min，获得致密的二硼化钛基陶瓷复合材料；其相组成为TiB2、SiC和Si ；
[0051]经检测，该二硼化钛基陶瓷复合材料的维氏硬度为18GPa，抗弯强度为244MPa，断裂韧性为5.9MPa.πι1/2，开口气孔率为1.12%，体积密度为3.66g/cm3，相对密度为93.85%。
【主权项】
1.一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将打82粉末或者碳源和TiB2混合模压物料在50?300MPa的压力下模压成型，再在50?300°C的温度下干燥10?15h，获得TiB2基素坯； (2)将TiB2S素坯作为骨架，采用Si作为熔渗剂，进行真空熔渗，从而获得致密的相组成为TiBjP Si或者相组成为TiB 2、SiC和Si的二硼化钛基陶瓷复合材料。2.根据权利要求1所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳源和TiB2混合模压物料的制备方法为:将碳源、TiB2粉末和水混合均匀，然后在110?120°C条件下烘干10?12h去除水分，制成TiBJg合粉体；再将TiB 2混合粉体过筛，得到的颗粒作为碳源和TiB2混合模压物料； 其中，所述碳源为仅含有碳、氢和氧元素且溶于水的有机化合物。3.根据权利要求1或2所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述的TiB2粉末粒度在0.5mm以下。4.根据权利要求1所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述的真空熔渗方法为:在真空度彡10Pa条件下，以3?10°C /min的速度加热升温至1450 ?1650°C，然后保温 30 ?60min。5.根据权利要求1所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于所述的二硼化钛基陶瓷复合材料的维氏硬度在11?18GPa，抗弯强度在130?290MPa，断裂韧性在3.7?6.0MPa.πι1/2，开口气孔率在0.6?2.5%，体积密度为3.6?3.7g/cm3，相对密度为 91.23 ?93.85%o6.根据权利要求2所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，碳源、TiB2粉末和水的比例为:碳源中的C元素与TiB2的重量比为1:9?24，碳源中的C元素与水的重量比为1:8?16。7.根据权利要求2所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机化合物为水溶性酚醛树脂、葡萄糖和蔗糖中的一种或多种。8.根据权利要求2所述的一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述模压物料粒度为24?60目。
【专利摘要】针对现有二硼化钛基陶瓷复合材料制备方法中存在的问题，本发明提供了一种二硼化钛基陶瓷复合材料的制备方法，属于材料技术领域。该方法按以下步骤进行：(1)将TiB2粉末与碳源混合均匀，再进行过筛，选取粒度在24～60目间的颗粒作为模压物料；(2)将模压物料模压成型，干燥后获得TiB2基素坯；(3)将TiB2基素坯作为骨架，采用Si作为熔渗剂，进行真空熔渗。本发明的方法步骤简单、温度要求低，在较低制备成本的条件下能够获得致密度高的二硼化钛基陶瓷复合材料，在制备过程中样品尺寸变化<0.1％，属净尺寸烧结；并且本发明的方法能够生产各种形状复杂的产品。
【IPC分类】C04B35/65, C04B35/58
【公开号】CN105084902
【申请号】CN201510465953
【发明人】张翠萍, 茹红强, 王伟, 岳新艳, 张宁, 张廷安
【申请人】东北大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月31日