一种致密TiC材料及其制备方法.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CN106966730A(43)申请公布日2017.07.21(21)申请号201710184692.3(22)申请日2017.03.24(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号(72)发明人张寒赵惠忠赵鹏达李静捷余俊(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.C04B35/56(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种致密TiC材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种致密TiC材料及其制备方法。其技术方案是：按钛铁渣︰棕刚玉的质量比为100︰(2~5)配料，球磨，得到钛铁渣粉末。按所述钛铁渣粉末︰焦炭粉的质量比为100︰(5~10)配料，混合，得到混合粉末。将所述混合粉末加入真空电弧炉中，在小于0.1Pa和1930~2005℃条件下，保温0.5~1小时；除去上层浮渣，随炉冷却，破碎，制得前驱体TiC材料。按所述前驱体TiC材料︰盐酸溶液的质量比为1︰(4~7)，向所述前驱体TiC材料中加入所述盐酸溶液，搅拌，水洗和抽滤，干燥，即得致密TiC材料。本发明具有工艺简单和生产成本低的特点，用该方法制备的致密TiC材料纯度高、结晶好和致密化程度优良。CN106966730ACN106966730A权利要求书1/1页1.一种致密TiC材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：步骤一、按钛铁渣︰棕刚玉的质量比为100︰(2～5)配料，球磨至粒度≤100μm，得到钛铁渣粉末；步骤二、按所述钛铁渣粉末︰焦炭粉的质量比为100︰(5～10)配料，混合10～15分钟，得到混合粉末；步骤三、将所述混合粉末加入真空电弧炉中，在小于0.1Pa条件下，升温至1930～2005℃，保温0.5～1小时；除去上层浮渣，随炉冷却至室温，破碎至1～2mm，制得前驱体TiC材料；步骤四、按前驱体TiC材料︰盐酸溶液的质量比为1︰(4～7)，向所述前驱体TiC材料中加入浓度为1～2mol/L的所述盐酸溶液，搅拌20～30分钟，依次水洗和抽滤4～5次，微波干燥，即得致密TiC材料。2.根据权利要求1所述的致密TiC材料的制备方法，其特征在于所述钛铁渣为冶炼钛铁合金所产生的炉渣，所述钛铁渣的主要化学成分是：Al2O3含量为65～75wt％，TiO2含量为5～15wt％，CaO含量为5～8wt％。3.根据权利要求1所述的致密TiC材料的制备方法，其特征在于所述棕刚玉的Al2O3含量≥96wt％。4.根据权利要求1所述的致密TiC材料的制备方法，其特征在于所述焦炭粉的粒度≤100μm；所述焦炭粉的C含量≥93wt％。5.根据权利要求1所述的致密TiC材料的制备方法，其特征在于所述盐酸为分析纯。6.一种致密TiC材料，其特征在于所述致密TiC材料是根据权利要求1～5项中任一项所述的致密TiC材料的制备方法所制备的致密TiC材料。2CN106966730A说明书1/4页一种致密TiC材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于TiC材料技术领域。具体涉及一种致密TiC材料及其制备方法。背景技术[0002]金属碳化物是新型的非氧化物功能陶瓷，具有熔点高、强度大及耐磨损等优点，如“一种以铬铁渣为主料的板状Cr7C3及其制备方法”(CN201510647704.2)专利技术，但制备工艺较复杂或能耗较大。因此，低成本、高性能的碳化物材料的制备直接影响其应用范围。[0003]TiC属NaCl型面心立方结构，具有熔点高、硬度大和化学稳定性好等特性，广泛应用于金属陶瓷、硬质合金、耐磨材料和高温真空器件等领域。目前，制备TiC材料的方法主要为直接碳化法和碳热还原法。[0004]采用直接碳化法制备TiC，一般以Ti为钛源或辅以其他金属，在惰性气体保护和高温条件下，与炭黑或其他碳源发生碳化反应。采用直接碳化法制备TiC，一方面碳化反应的温度较高，能耗大，无疑增大了TiC的制备成本；另一方面，在碳化反应过程中往往还需要引入其他添加剂，如Ni和Co等，进而导致制备TiC过程中容易产生新的杂质相，降低了TiC的纯度。[0005]采用碳热还原法制备TiC，主要以炭黑（或纳米炭黑、树脂等碳源）和TiO2为原料，经预混后在一定气氛条件下热处理。采用碳热还原法制备TiC，可利用C氧化过程中释放的大量热量而降低还原反应的温度，但难以实现对过量C的精确控制，易导致TiO2的还原不够彻底而形成中间相（TiO），降低了TiC材料的纯度。发明内容[0006]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单和生产成本低的致密TiC材料的制备方法。