一种Ti（BCN）粉末及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113943161A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111438952.8(22)申请日2021.11.25(71)申请人王耀民地址130000吉林省长春市宽城区长江路23号(72)发明人王耀民(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人夏菁(51)Int.Cl.C04B35/58(2006.01)C04B35/626(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称一种Ti（BCN）粉末及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种Ti(BCN)粉末及其制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。技术方案为：一、原料的准备：将Ti粉和液体渗剂填装好；二、排气和炉体升温：排出炉内空气，升至指定温度并控制压力值；三、滴入渗剂：渗剂滴入炉内，裂解后产生活性原子(B、C、N)与Ti反应，保温到指定时间；四、冷却和出炉。本发明是通过液体的高温裂解产生所需要的活性原子(B、C、N)，与Ti发生反应生成Ti(BCN)，解决了固体烧结法中固体渗剂对产品的纯度和稳定性及环境的不利影响问题。合成方法简单，易于操作，制造成本低，合成产物纯度高，适合批量生产。CN113943161ACN113943161A权利要求书1/1页1.一种Ti(BCN)粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在保护气氛或真空条件下，将渗剂与钛粉混合进行烧结，得到Ti(BCN)粉末；所述渗剂为由硼源化合物、氮源化合物和碳源化合物混合制备而成的液体渗剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将钛粉置于料网内，将渗剂装入滴量器内；B)向反应炉内通入保护气氛或抽真空后升温至烧结温度，将渗剂滴入炉内进行烧结，得到Ti(BCN)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛粉的粉末颗粒度为‑80目～‑600目，纯度95％以上。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼源化合物选自不含氧的硼源化合物和含氧硼源化合物，所述不含氧的硼源化合物选自乙硼烷(B2H6)、丁硼烷(B4H10)、三甲基硼[(CH3)3B]、三氯化硼(BCl3)，所述含氧硼源化合物硼酐(B2O3)、硼酸(H3BO3)、硼酸乙酯[B(C2H5O)2]，所述硼源化合物优选为硼酐(B2O3)；所述氮源化合物选自尿素、乙二胺、甲酰胺、氨水中的一种或多种，优选为尿素；所述碳源化合物选自甲醇、甲苯、甘油C3H5(OH)3、乙醇、煤油、丙酮中的一种或多种，优选为丙酮和甲醇。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液体渗剂由甲醇、尿素、三氧化二硼和丙酮制备而成，所述甲醇、尿素、三氧化二硼和丙酮的比例为1000ml：100～170g：20～40g：350～450ml；所述钛粉与渗剂的质量体积比为80～100g:320～400ml。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为750℃～850℃，压力保持在110KPa～150KPa，时间为2～3小时。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛选自氩气。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述渗剂滴入炉内的速度为80～120滴/min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将煅烧产生的废气进行燃烧。10.一种如权利要求1～9任意一项所述的制备方法制备得到的Ti(BCN)粉末。2CN113943161A说明书1/8页一种Ti(BCN)粉末及其制备方法技术领域[0001]本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种Ti(BCN)粉末及其制备方法。背景技术[0002]B、C、N在元素周期表中是相邻的原子序数为5、6、7的元素，它们的原子半径(B0.082nm、C0.077nm、N0.075nm)比Ti原子半径(0.132nm)小得多，当温度适宜时，三元素都能固溶，扩散到Ti金属内。只要使Ti粉处在含B、C、N活性介质中加热、保温，就可以形成B、C、N元素在Ti金属内的复合固溶体或是化合态Ti(BCN)。[0003]B、C、N与Ti形成的陶瓷为非氧化物陶瓷，这类陶瓷材料具有高硬度、良好的导热性和导电性、耐磨损性，耐高温、耐化学腐蚀等优良特性，例如TiB2在结构材料方面，可用于制造喷砂嘴、金属挤压模和金属切削工具等、也可作为各种符合材料的添加剂；在功能材料方面，TiB2可作为新的发热体使用，且使用温度可达1800℃以上。TiC陶瓷可用于宇航部件、涂层材料、泡沫陶瓷等方面。TiN熔点高达2950℃，硬度高达2300HV，在机械加工、装饰、航空航天、化工等行业获得广泛使用。[0004]Ti是过渡族金属,它和非金属元素硼、碳和氮元素形成化合物，均为NaCl型面心立方晶体结构