专利名称：一种碳化硼/硼玻璃复合材料的制备方法碳化硼是ー种硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的物质，它具有良好的中子吸收能力和恒定的高温強度，低密度，并且有很好的化学稳定性。在高温下碳化硼容易受到氧化以及碱性氧化物的腐蚀，在空气中超过450°C就会被氧化，表面生成具有保护作用的氧化硼，超过850°C会剧烈氧化，反应如下:B4C+02 — B203+C0。传统的烧结碳化硼陶瓷复合材料的结合剂的烧结温度过高，均在1000°C以上，且烧结体的強度低仅4(T90MPa，碳化硼在烧结的过程中也会发生明显的氧化现象。硼玻璃是ー种低温烧结的结合剂，烧结温度不超过800°C，由硼玻璃烧结成的复合材料強度高，密度小，抗冲击性能好，但是硼玻璃会将碳化硼表面氧化形成的氧化硼融解，结合氧化的作用会对碳化硼造成的持续的腐蚀。发明内容本发明目的在于提供ー种设备エ艺简单、能抑制硼玻璃对碳化硼的腐蚀、抗折強度高的碳化硼/硼玻璃复合材料的制备方法。本发明主要是在碳化硼颗粒表面使用真空微蒸发镀的方法镀覆钛铝合金镀层，用镀层来保护碳化硼。本发明的制备方法如下: 1、按碳化硼微粉:钛粉:铝粉的质量比=1:0.n.2:0.fi，将碳化硼微粉、钛粉和铝粉混合均匀，并装入耐腐蚀的不锈钢容器中。上述碳化硼微粉为1飞00微米的微粉。2、将上述不锈钢容器置于真空反应炉内，进行真空加热，其真空度为10_4 100Pa，加热温度为60(T950°C，加热时间为4(Tl50分钟。3、停止加热，待冷却到300°C以下时关闭真空泵。冷却至室温取出不锈钢容器。使用筛号介于碳化硼与钛粉铝粉之间的筛子将碳化硼与剩余的金属粉分离。4、将硼玻璃和上述镀覆钛铝合金后的碳化硼混合，硼玻璃与碳化硼的质量比为1:0.3 4，混合均匀后装入钢制球磨罐中，放入直径ir22mm的刚玉磨球，球料比为1飞:1，密封后打开真空阀抽真空，真空度为f lOOPa，然后将球磨罐置于球磨机上，调整转速为30 60r/min,倒向频率10 25Hz,连续球磨5 30min后,取下球磨罐,冷却I小时。5、取出上述混合物，添加上述混合物总质量1(T12%的水，混合后加入到石墨模具中，置于热压烧结机上，以5 150MPa压カ冷压成型，冷压f 3分钟，脱模，晾干。在马弗炉中650-800°C烧结，保温1(T150分钟，待冷却后将碳化硼/硼玻璃复合材料取出。在镀覆过程中，铝和碳化硼反应生成硼铝化合物和碳，钛和生成的碳反应生成碳化钛，钛也会和碳化硼反应生成硼化钛和碳化钛，反应如下:B4C+A1 — A1B+C,B4C+Ti — TiB2+C, A1+B4C+C — A1B12C2+C0, Ti+C — TiC。通过这些反应产物，钛铝镀层会牢牢的结合在碳化硼表面，起到抵抗硼玻璃腐蚀的作用。本发明与现有技术相比具有如下优点: 1、设备简单、操作简易。 2、与使用传统陶瓷结合剂烧结的碳化硼复合材料相比，烧结温度低，由1000°C以上降低到800°C以下，碳化硼在烧结过程中不被氧化，对碳化硼的保护良好，而没有经过本方法处理的碳化硼在700°C前就会被硼玻璃腐蚀殆尽。3、本发明制备的复合材料的抗折强度提高到10(Tl80Mpa，比目前的碳化硼烧结的陶瓷结合剂复合材料抗折强度4(T80Mpa提高了 220%以上；将该复合材料应用做磨具，其切削效率比传统的碳化硼陶瓷复合材料效率高100% ;将该复合材料作为耐磨垫片，比传统的碳化硼复合材料垫片寿命长20%。图1是本发明实施例1制备的碳化硼颗粒的XRD图谱。

取I微米的碳化硼颗粒100g、200目钛粉10g、200目铝粉10g，混合均匀，并装入耐腐蚀的不锈钢容器中，将上述不锈钢容器置于真空反应炉内，进行真空加热，其真空度为10_4Pa，加热温度为600°C，加热时间为150分钟。停止加热，待冷却到299°C时关闭真空泵，冷却至室温，取出不锈钢容器，用270目筛子将碳化硼和多余金属粉分离。取硼玻璃100g、上述镀覆后的碳化硼颗粒30g,装入钢制球磨罐中，放入直径14mm的刚玉磨球130g，密封后打开真空阀抽真空，真空度为IPa，然后将球磨罐置于XM-4X 05行星式球磨机上，调整转速为60r/min,倒向频率25Hz。连续球磨30min后,取下球磨罐,冷却I小时，取出混合物，在混合物中添加13ml水，混合后加入到石墨模具中，置于RHJ-98A型热压烧结机上，5MPa，冷压I分钟，脱模，晾干。然后在马弗炉中800°C烧结，保温10分钟，待冷却后将复合材料取出。复合材料的抗折强度为140MPa，而传统的碳化硼陶瓷复合材料抗折強度只有60MPa。如图1所示，产物中只有碳化硼、钛铝合金镀层与碳化硼的反应产物以及一定量的钛和铝的氧化物，没有氧化硼，证明在烧结过程中，合金镀层阻挡住了结合剂以及氧气的侵蚀。实施例2
取30目的碳化硼颗粒100g，270目钛粉120g，270目铝粉100g，混合均匀，并装入耐腐蚀的不锈钢容器中，将上述不锈钢容器置于真空反应炉内，进行真空加热，真空度为lOOPa，加热温度为950°C，加热时间为40分钟。停止加热，待冷却到295°C时关闭真空泵，冷却至室温取出不锈钢容器。用140目筛子将碳化硼和多余金属粉分离。取硼玻璃10g、上述镀覆后的碳化硼颗粒40g，装入钢制球磨罐中，放入直径22mm的刚玉磨球300g，密封后打开真空阀抽真空，真空度为lOOPa，然后将球磨罐置于XM-4X 05行星式球磨机上，调整转速为30r/min,倒向频率10Hz。连续球磨5min后,取下球磨罐,冷却I小时，取出混合物，在混合物中添加6ml水，混合后加入到石墨模具中，置于RHJ-98A型热压烧结机上，150MPa,冷压3分钟，脱模，晾干。然后在马弗炉中650°C烧结，保温20分钟，待冷却后将复合材料取出。将该复合材料应用做磨具，其切削效率比传统的碳化硼陶瓷复合材料效率高100%。实施例3
取180目的碳化硼颗粒100g、325目钛粉50g、325目铝粉30g，即按质量比碳化硼微粉:钛粉:铝粉=1:0.5:0.3称量，混合均匀，并装入耐腐蚀的不锈钢容器中，将上述不锈钢容器置于真空反应炉内，进行真空加热，其真空度为lOPa，加热温度为700°C，加热时间为100分钟。停止加热，待冷却到285°C时关闭真空泵，冷却至室温取出不锈钢容器。用230目筛子将碳化硼和多余金属粉分离。去硼玻璃5g、上述镀覆后的碳化硼颗粒10g，装入钢制球磨罐中，放入直径20mm的刚玉磨球30g，密封后打开真空阀抽真空，真空度为50Pa，然后将球磨罐置于XM-4X 05行星式球磨机上，调整转速为50r/min,倒向频率20Hz。连续球磨20min后,取下球磨罐,冷却I小时，取出混合物，在混合物中添加1.7ml水，混合后加入到石墨模具中，置于RHJ-98A型热压烧结机上，25MPa，冷压I分钟，脱模，晾干。然后在马弗炉中750°C烧结，保温150分钟，待冷却后将复合材料取出。将该复合材料作为耐磨垫片，比传统的碳化硼复合材料垫片寿命长 20%o`


一种碳化硼/硼玻璃复合材料的制备方法，其主要是将碳化硼微粉、钛粉和铝粉按1:0.1~1.2:0.1~1的比例混合并装入耐腐蚀的不锈钢容器，在真空反应炉内真空加热后，将碳化硼与剩余金属粉分离；再将硼玻璃和上述碳化硼按质量比1:0.3~4的比例混合均匀后装入钢制球磨罐，放入磨球密封后抽真空，置于球磨机上，球磨5~30min后，取出上述混合物，添加水混合后加入到石墨模具中，置于热压烧结机上，冷压成型，在马弗炉中650-800℃烧结，保温10~150分钟，待冷却后将碳化硼/硼玻璃复合材料取出。本发明操作简易、设备简单，能抑制硼玻璃对碳化硼的腐蚀，具有烧结温度低，抗折强度高等优良的性能。