以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法.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CN109942300A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910256015.7(22)申请日2019.04.01(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人邢鹏飞刘坤高帅波都兴红庄艳歆冯忠宝闫姝徐欣悦(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(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页附图1页(54)发明名称以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法(57)摘要一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，按以下步骤进行：(1)将砂浆切割废料粉碎后，酸浸除杂，获得除杂废料；(2)将除杂废料磨细至粒径≤60μm，制成除杂粉料；(3)将碳质还原剂磨细至粒径≤60μm，制成碳质还原剂粉料；(4)将碳质还原剂粉料、除杂粉料和碳化硼粉混合均匀，加入水和粘结剂，用压球机压制成方形团块；(5)温度50～120℃条件下烘干获得生坯；(6)放入真空热压烧结炉。本发明的方法显著提高碳化硅的均匀性，改善材料中碳化硼与碳化硅界面的结合状况，使烧结制备的碳化硼-碳化硅复合陶瓷具有更加优良的性能。CN109942300ACN109942300A权利要求书1/1页1.一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将砂浆切割废料粉碎后，用无机酸浸出去除杂质，然后过滤出浸出渣，再水洗至洗液为中性，烘干去除水分，获得除杂废料；(2)将除杂废料磨细至粒径≤60μm，制成除杂粉料；(3)将碳质还原剂磨细至粒径≤60μm，制成碳质还原剂粉料；(4)将碳质还原剂粉料、除杂粉料和碳化硼粉混合均匀，获得混合物料；向混合物料中加入水和粘结剂，然后用压球机压制成方形团块；(5)将方形团块在温度50～120℃条件下烘干20～40h，获得生坯；(6)将生坯放入真空热压烧结炉，烧结制成碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的无机酸为质量浓度20～30％的盐酸，或质量浓度20～30％的硫酸溶液，或两者的混合酸。3.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的砂浆切割废料为晶体硅砂浆切割废料，其成分按质量百分比含SiO239～40％；Si24～25％；SiC24～25％；余量为Fe及不可避免杂质。4.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的碳质还原剂是石墨、石油焦和炭黑中的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料的断裂韧性3.3～5.3MPa·m1/2；弯曲强度200～385MPa。6.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于步骤(6)中，烧结温度1800～2200℃，时间30～150min。7.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于步骤(4)中，压制成方形团块时的压力10～40Mpa，保压时间40～120s。8.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的粘结剂为纤维素粘结剂。9.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于步骤(3)中，水占混合物料总质量的5～10％，粘结剂占混合物料总质量的0.5～3％。10.根据权利要求1所述的一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法，其特征在于所述的混合物料中按质量百分比为：碳化硼粉占60～80％，碳质还原剂粉料占10～20％，除杂粉料占5～20％。2CN109942300A说明书1/4页以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法技术领域[0001]本发明属于复合陶瓷材料技术领域，特别涉及一种以砂浆切割废料为原料原位制备碳化硼-碳化硅复合陶瓷的方法。背景技术[0002]碳化硼分子式B4C，为灰黑色粉末，是最硬的人造磨料之一；碳化硼具有硬度高、(莫氏硬度9.36)、耐磨性好、密度小(2.52g/cm3)、熔点高(2450℃)、热电性能低(室温140s/m)、耐酸碱性强和中子吸收能力强等优异特性，因此而被受关注，被广泛应用在机械研磨、耐火材料、工程