一种快速高致密化碳化硼板块制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115108835A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202110298378.4(22)申请日2021.03.19(71)申请人广东金鑫得新材料有限公司地址528000广东省佛山市南海区丹灶镇南海日本中小企业工业园2-4C车间(72)发明人王健吴宣成(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265专利代理师吴彩凤(51)Int.Cl.C04B35/563(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/645(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种快速高致密化碳化硼板块制造方法(57)摘要一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，解决高致密化碳化硼板块制造时间过长且能耗过高的问题，采用直接将焦炭及氧化硼粉末混合，在热压烧结炉内一边升温一边压制的方式来制造，由于仅对模具内的物料进行加压升温，因此具有烧结时间短的优势，而且得到的碳化硼板块具有均质性好，致密性高的优点。CN115108835ACN115108835A权利要求书1/1页1.一种快速高致密化碳化硼板块制造方法，其特征在于，包括步骤：去焦炭及氧化硼粉末，在真空设备内混合均匀，得到真空混合物；将真空混合物填充至模具；真空热压烧结炉对模具内的真空混合物进行加压烧结；其中所述加压烧结总时间为T，真空热压烧结炉内维持压力P，所述加压烧结的步骤包括：(1)在压力P的作用下，预压加压烧结总时间T的18～22％；(2)控制首段加温速率为V1，匀速加热至首段温度H1；(3)保持H1温度的时间为加压烧结总时间T的28～32％；(4)控制中段加温速率为V2，匀速加热至中段温度H2；(5)保持H2温度的时间为加压烧结总时间T的20～25％；(6)控制尾段加温速率为V3，匀速加热至尾段温度H3；(7)保持H3温度的时间为加压烧结总时间T的30～34％；所述V1在110～130℃/min，所述H1在850～950℃之间，所述V2在75～85℃/min，所述H2在1250～1350℃之间，所述V3在80～100℃/min，所述H3在1800～1900℃之间；所述加压烧结的过程维持压力P，所述压力P在65～70MPa之间；所述加压烧结总时间T为60‑120min之间。2.根据权利要求1所述的快速高致密化碳化硼板块制造方法，其特征在于，所述V1为120℃/min、所述H1为900℃、所述V2为80℃/min、所述H2为1300℃、所述V3为90℃/min及所述H3为1850℃。3.根据权利要求1所述的快速高致密化碳化硼板块制造方法，其特征在于，在碳化硼板块的厚度相同的情况下，所述加压烧结总时间T与碳化硼板块的面积大小正相关。4.根据权利要求3所述的快速高致密化碳化硼板块制造方法，其特征在于，碳化硼板块为边长为10cm的正方形块时，所述加压烧结总时间T为90min。2CN115108835A说明书1/4页一种快速高致密化碳化硼板块制造方法技术领域[0001]本发明涉及碳化硼板的技术领域，更具体地说，特别涉及一种快速高致密化碳化硼板块制造方法。背景技术[0002]碳化硼、金刚石、立方相氮化硼是世界上现知已知最坚硬的三种材料，碳化硼莫氏硬度高达9.3，可以用于坦克车的装甲、避弹衣等多种工业应用。[0003]现有技术中，碳化硼的工艺存在缺点包括：高危工艺、高耗能、烧结周期长，仍有杂质、仅适用于生产小尺寸产品，操作繁琐、低品质。例如，在现有技术中，有采用加热炉来制备碳化硼的工艺，亦即碳热还原法，通常用硼酸或硼酐为原料，碳为还原剂，在电弧炉中进行高温还原反应。目前，该方法是工业生产碳化硼的主要方法，具有反应简单易行，成本较低等优点，然而，该方法的缺点在于：需在较高的温度下进行，耗能大；制得的碳化硼容易结块，需进行粉碎处理；产品中夹杂未反应的碳，需经后续处理除去，存在工艺复杂的缺陷，而且反应炉是整个炉腔加热的方式，需要预热的时间过长且能耗过高。[0004]如何改进现有碳化硼的制造方法，从而克服现有技术存在的问题，成为本领域技术人员亟待解决的问题。发明内容[0005](一)技术问题[0006]综上所述，如何解决高致密化碳化硼板块制造时间过长且能耗过高的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。[0007](二)技术方案[0008]本发明提供了一种快速高致密化碳化硼板块制造方法包括步骤：[0009]去焦炭及氧化硼粉末，在真空设备内混合均匀，得到真空混合物；[0010]将真空混合物填充至模具；[0011]真空热压烧结炉对模具内的真空混合物进行加压烧结；[0012]其中所述加压烧结总时间为T，真空热压烧结炉内维持压力P，所述加压烧结的步骤包括：[0013](1)在压力P的作用下，预压加压烧结总时