一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷及其应用的制作方法

文档序号:20042872发布日期:2020-02-28 12:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于;通过下述步骤制备:

步骤一

按质量比,hfc:hfn=(1-7):1,优选1-3:1;配取hfc粉末、hfn粉末,将配取的hfc粉末、hfn粉末与碳粉、氮化碳粉末混合均匀;得到混合粉末;碳粉的加入量不超过混合粉体质量的8.0wt%;氮化碳粉的加入量不超过混合粉体质量的5.0wt%;

步骤二

对步骤一所得混合粉末进行放电等离子烧结,得到长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷;放电等离子烧结的条件为:烧结炉内温度为1500-2400℃,保温5-60分钟,升温速率为5-150℃/min,降温速率为5-150℃/min,压力为20-60mpa,真空度小于5pa。优选烧结条件为:烧结炉内温度为1900-2100℃,保温10-20分钟,升温速率为100-120℃/min,降温速率为100-120℃/min,压力为30-50mpa,真空度小于5pa。

2.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:步骤一中,按质量比,hfc:hfn=(1-3):1配取hfc粉末、hfn粉末,将配取的hfc粉末、hfn粉末与碳粉、氮化碳粉末混合均匀;得到混合粉末;碳粉的加入量大于0且不超过混合粉体质量的8.0wt%;氮化碳粉的加入量大于0且不超过混合粉体质量的5.0wt%。

3.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:步骤一中所述hfc粉末和hfn粉末的为纳米级粉末或微米级粉末。作为优选方案,所述hfc粉末和hfn粉末的粒径均小于等于10微米、碳粉的粒径小于等于10微米、氮化碳的粒径小于等于10微米。作为进一步的优选方案,所述hfc粉末和hfn粉末的粒径均小于等于3微米,碳粉的粒径小于等于3微米、氮化碳的粒径小于等于3微米。

4.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:步骤一中所述hfc粉末和hfn粉末的纯度均大于等于99.9%。

5.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:通过湿法球磨的方式实现各原料粉末的混合均匀;所述湿法球磨时:控制球磨转速为200-400r/min,球磨时间为12-24h,球料比为3-10:1。

6.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:湿法球磨时,采用的球磨介质为有机物;优选为乙醇。湿法球磨后,在真空气氛下于50-150℃干燥8-12h后过325目筛,取筛下物作为等离子烧结的备用料。

7.根据权利要求1所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:所得产品的致密度大于等于98%且c/n含量分布均匀;优选为所得产品的致密度大于等于99.5%且c/n含量分布均匀。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:在3000℃氧乙炔焰环境下烧蚀300s后质量烧蚀率为8×10-3~9×10-1mg/s,线烧蚀率为1×10-5mm/s~3×10-3mm/s。

9.根据权利要求7所述的一种长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷,其特征在于:按照hfc和hfn粉末的质量比为3:1配取hfc和hfn粉末所制备的产品;在3000℃氧乙炔焰环境下烧蚀300s后质量烧蚀率和线烧蚀率分别为8×10-3mg/s、1×10-5mm/s。

10.一种如权利要求1-7任意一项所述长时耐烧蚀超高熔点含氮碳化物超高温陶瓷的应用,其特征在于:包括将其用于3000℃及以上超高温抗烧蚀防护。

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