本发明属于金属陶瓷领域，更具体地，涉及一种碳化钒及其制备方法。
背景技术：
碳化钒，为黑色晶体，密度5.25-5.4黑色晶体，熔点2750℃，比石英略硬。主要用于制造钒钢，也可用作碳化物硬质合金添加剂。可用于结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁中。研究表明，碳化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊接性能，而且能起到消除夹杂物延伸等作用。
目前，主要由五氧化二钒或三氧化二钒用焦炭还原制备碳化钒，但是采用所述传统方法制备碳化钒主要存在碳化钒纯度不高，制备工序复杂和反应温度高等问题。因此，有必要提供一种制备碳化钒的方法，降低反应温度，简化制备工序并且提高碳化钒的纯度。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种制备工序简单、反应温度低的碳化钒制备方法，并且提高碳化钒的纯度。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种碳化钒的制备方法，该制备方法包括：
(1)将五氧化二钒粉与聚乙烯粉混合均匀，然后在挤出机中进行造粒，获得含有碳源和钒源的粒料；
(2)将所述含有碳源和钒源的粒料进行粉碎，获得含有碳源和钒源的粉料；
(3)将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒。
优选地，步骤(1)包括：所述挤出机进行造粒的各段温度为140-260℃。
优选地，所述聚乙烯粉为低密度聚乙烯粉和/或高密度聚乙烯粉。
优选地，所述含有碳源和钒源的粉料的平均粒径为80-100μm。
优选地，步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒。
优选地，所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于830-980℃下，保温3-5h。
优选地，所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1200-1380℃下，保温2-4h。
优选地，所述聚乙烯粉以c量计，控制v2o5与c的摩尔比为1：5-7。
本发明的第二方面提供一种上述制备方法制备的碳化钒。
本发明的技术方案具有如下优点：
(1)本发明通过五氧化二钒提供钒源和聚乙烯粉提供碳源制备碳化钒，制备工序简单，反应温度低，反应温度低于1500℃；
(2)本发明通过采用聚乙烯粉替代传统焦炭作为碳源，使得制备的碳化钒具有高纯度。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的第一方面提供一种碳化钒的制备方法，该制备方法包括：
(1)将五氧化二钒粉与聚乙烯粉混合均匀，然后在挤出机中进行造粒，获得含有碳源和钒源的粒料；
(2)将所述含有碳源和钒源的粒料进行粉碎，获得含有碳源和钒源的粉料；
(3)将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒。
作为优选方案，步骤(2)中，将所述含有碳源和钒源的粒料在制粉机中进行粉碎；步骤(3)中所述含有碳源和钒源的粉料的干燥温度为40-60℃。
根据本发明，优选地，步骤(1)包括：所述挤出机进行造粒的各段温度为140-260℃。
根据本发明，优选地，所述聚乙烯粉为低密度聚乙烯粉和/或高密度聚乙烯粉。
根据本发明，优选地，所述含有碳源和钒源的粉料的平均粒径为80-100μm。
通过将含有碳源和钒源的粒料制成粉料，以提高加热接触面积，进而使得煅烧更充分。
根据本发明，优选地，步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒。
根据本发明，优选地，所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于830-980℃下，保温3-5h。
根据本发明，优选地，所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1200-1380℃下，保温2-4h。
本发明的反应温度低，最高温度为1200-1380℃，低于1500℃。
根据本发明，优选地，所述聚乙烯粉以c量计，控制v2o5与c的摩尔比为1：5-7。
本发明通过聚乙烯粉提供碳源，配碳量可控。
作为优选方案，制备本发明的碳化钒的各原料均可以通过商购获得。
本发明的第二方面提供一种上述制备方法制备的碳化钒。
本发明的碳化钒的制备方法，制备工序简单、反应温度低，制备的碳化钒纯度高。
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种碳化钒，具体制备方法包括：(1)将五氧化二钒粉与聚乙烯粉混合均匀，然后在挤出机中进行造粒，获得含有碳源和钒源的粒料；(2)将所述含有碳源和钒源的粒料在制粉机中进行粉碎，获得含有碳源和钒源的粉料；(3)将所述含有碳源和钒源的粉料于50℃干燥后，在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒；其中，步骤(1)包括：所述挤出机进行造粒的各段温度为140-260℃；所述聚乙烯粉为低密度聚乙烯粉和/或高密度聚乙烯粉；所述含有碳源和钒源的粉料的平均粒径为90μm；步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒；所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于830℃下，保温5h；所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1200℃下，保温4h；所述聚乙烯粉以c量计，控制v2o5与c的摩尔比为1：5。
实施例2
本实施例提供一种碳化钒，具体制备方法包括：(1)将五氧化二钒粉与聚乙烯粉混合均匀，然后在挤出机中进行造粒，获得含有碳源和钒源的粒料；(2)将所述含有碳源和钒源的粒料在制粉机中进行粉碎，获得含有碳源和钒源的粉料；(3)将所述含有碳源和钒源的粉料于50℃干燥后，在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒；其中，步骤(1)包括：所述挤出机进行造粒的各段温度为140-260℃；所述聚乙烯粉为低密度聚乙烯粉和/或高密度聚乙烯粉；所述含有碳源和钒源的粉料的平均粒径为90μm；步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒；所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于905℃下，保温4h；所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1300℃下，保温3h；所述聚乙烯粉以c量计，控制v2o5与c的摩尔比为1：6。
实施例3
本实施例提供一种碳化钒，具体制备方法包括：(1)将五氧化二钒粉与聚乙烯粉混合均匀，然后在挤出机中进行造粒，获得含有碳源和钒源的粒料；(2)将所述含有碳源和钒源的粒料在制粉机中进行粉碎，获得含有碳源和钒源的粉料；(3)将所述含有碳源和钒源的粉料于50℃干燥后，在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒；其中，步骤(1)包括：所述挤出机进行造粒的各段温度为140-260℃；所述聚乙烯粉为低密度聚乙烯粉和/或高密度聚乙烯粉；所述含有碳源和钒源的粉料的平均粒径为90μm；步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉料干燥后，在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒；所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于980℃下，保温3h；所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1380℃下，保温2h；所述聚乙烯粉以c量计，控制v2o5与c的摩尔比为1：7。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。