一种硼系金属陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硼系金属陶瓷材料及其制备方法，所述的金属陶瓷材料为硼化钼16‑35份、硼化锆24‑36份、硼化钛7‑13份、钨粉6‑16份、氧化镍8‑15份、硅化锰5‑12份、铬粉7‑13份。制备方法包括以下步骤：(1)分别按重量称取硼化钼16‑35份、硼化锆24‑36份、硼化钛7‑13份、钨粉6‑16份、氧化镍8‑15份、硅化锰5‑12份、铬粉7‑13份，混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制；(4)再进行高温烧结，烧结温度为910‑940℃，烧结时间为3‑7h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

权利要求

1.一种硼系金属陶瓷材料，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料由以下成分按照重量份组成：

2.根据权利要求1所述的一种硼系金属陶瓷材料，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料由以下成分按照重量份组成：

3.根据权利要求1所述的一种硼系金属陶瓷材料，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料由以下成分按照重量份组成：

4.一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：(1)分别按重量称取硼化钼16-35份、硼化锆24-36份、硼化钛7-13份、钨粉6-16份、氧化镍8-15份、硅化锰5-12份、铬粉7-13份，将上述的各材料进行混合至均匀；

(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h；

(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压制用时为5-8h；

(4)再进行高温烧结，烧结温度为910-940℃，烧结时间为3-7h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料的制备方法中球磨时间为7h。

6.根据权利要求4所述的一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于所述的硼系金属陶瓷材料的制备方法中烧结温度为920℃，烧结时间为5h。

说明书

一种硼系金属陶瓷材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于陶瓷材料领域，涉及一种陶瓷材料及其制备方法，具体是涉及一种硼系金属陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。硼化物陶瓷具有高电导性、高熔点、高硬度和高热稳定性。硼化物经常规成型或注射成型后，常采用常压烧结、热压烧结或等静压烧结等制成陶瓷制品。但是硼系金属陶瓷材料的机械强度较低，仍有待提高的余地。

发明内容

[0003] 要解决的技术问题：常规的硼系金属陶瓷材料的抗弯强度较低、硬度较低，在模具等一些对强度要求较高的领域限制了硼系金属陶瓷材料的应用，本发明的目的是提供一种新型的硼系金属陶瓷材料及其制备方法。

[0004] 技术方案：本发明公开了一种硼系金属陶瓷材料及其制备方法，所述的硼系金属陶瓷材料由以下成分按照重量比组成：

[0005]

[0006] 进一步的，所述的一种硼系金属陶瓷材料，由以下成分按照重量比组成：

[0007]

[0008] 更进一步的，所述的一种硼系金属陶瓷材料，由以下成分按照重量比组成：

[0009]

[0010]

[0011] 一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，制备方法包括以下步骤：

[0012] (1)分别按重量称取硼化钼16-35份、硼化锆24-36份、硼化钛7-13份、钨粉6-16份、氧化镍8-15份、硅化锰5-12份、铬粉7-13份，将上述的各材料进行混合至均匀；

[0013] (2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5-12h；

[0014] (3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa-160MPa，压制用时为5-8h；

[0015] (4)再进行高温烧结，烧结温度为910-940℃，烧结时间为3-7h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0016] 所述的一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，制备方法中球磨时间为7h。

[0017] 所述的一种硼系金属陶瓷材料的制备方法，制备方法中烧结温度为920℃，烧结时间为5h。

[0018] 有益效果：本发明的硼系金属陶瓷材料的抗弯强度达到了210MPa以上，维氏硬度为735以上，具有非常理想的弯曲强度和硬度，可用于各种对强度要求较高的模具或者其他一些功能陶瓷领域中，提高硼系金属陶瓷材料对应的强度和使用时间。

具体实施方式

[0019] 下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

[0020] 实施例1

[0021] (1)分别按重量称取硼化钼35Kg、硼化锆24Kg、硼化钛13Kg、钨粉16Kg、氧化镍8Kg、硅化锰12Kg、铬粉13Kg，将上述的各材料进行混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5h；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为160MPa，压制用时为5h；(4)再进行高温烧结，烧结温度为940℃，烧结时间为3h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0022] 实施例2

[0023] (1)分别按重量称取硼化钼16Kg、硼化锆36Kg、硼化钛7Kg、钨粉6Kg、氧化镍15Kg、硅化锰5Kg、铬粉7Kg，将上述的各材料进行混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为12h；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa，压制用时为8h；(4)再进行高温烧结，烧结温度为910℃，烧结时间为7h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0024] 实施例3

[0025] (1)分别按重量称取硼化钼30Kg、硼化锆28Kg、硼化钛8Kg、钨粉13Kg、氧化镍10Kg、硅化锰10Kg、铬粉11Kg，将上述的各材料进行混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为5h；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为160MPa，压制用时为5h；(4)再进行高温烧结，烧结温度为940℃，烧结时间为3h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0026] 实施例4

[0027] (1)分别按重量称取硼化钼22Kg、硼化锆33Kg、硼化钛11Kg、钨粉8Kg、氧化镍13Kg、硅化锰7Kg、铬粉9Kg，将上述的各材料进行混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为12h；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa，压制用时为8h；(4)再进行高温烧结，烧结温度为910℃，烧结时间为7h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0028] 实施例5

[0029] (1)分别按重量称取硼化钼26Kg、硼化锆30Kg、硼化钛9Kg、钨粉11Kg、氧化镍12Kg、硅化锰9Kg、铬粉10Kg，将上述的各材料进行混合至均匀；(2)将上述的混合均匀的混合材料再进行球磨，将上述的材料投入球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为7h；(3)球磨后，把金属陶瓷材料在压制模具中压制，压制时压强为150MPa，压制用时为6h；(4)再进行高温烧结，烧结温度为920℃，烧结时间为5h；降低至室温，为制备的硼系金属陶瓷材料。

[0030] 本发明的硼系金属陶瓷材料的硬度和抗弯强度如下表：

[0031]  硬度(Hv) 抗弯强度(MPa)
实施例1 735 210
实施例2 743 215