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反应球磨法制备纳米TiCN/Al2O3复合粉末的方法

  • 发布时间: 2023-01-04
预算 双方协商
基本信息
成果方:河北科技大学
合作方式:
成果类型:发明专利,
行业领域
新材料及其应用
成果描述

本发明公开了一种反应球磨法制备纳米TiCN/Al2O3复合粉末的方法,其是将金红石粉、Al粉,石墨粉及尿素(分析纯)按摩尔比3∶4∶2.7∶0.15混合后与磨球一同装入球磨罐中,球料比为20~30∶1,在高能球磨机中进行球磨,球磨时间为40~80h。在球磨作用下原料之间发生反应,形成颗粒度小于2μm,平均粒度为0.71μm,晶粒度小于10nm的TiCN和Al2O3复合粉末。本发明合成工艺简单,合成温度低,合成粉末晶粒度细小,能提高粉末的烧结活性,有助于降低粉末的烧结温度。

应用范围

 TiCN/Al2O3复合粉末具有熔点高、硬度大、摩擦系数低、韧性和导热性好等诸多优点,在切削、磨削及耐磨材料领域都有着非常广泛的应用。传统的TiCN/Al2O3复合粉末是将TiCN和Al2O3两种粉末直接混合而成,在粉末粒度很细的情况下,通常会导致粉末吸附杂质较多、粉末混合不均匀。传统的TiCN的合成方法中固相合成法、碳热还原法、自蔓延高温合成法,通常合成温度较高(>1000℃),能耗大,合成的TiCN晶粒粗大,对后续烧结不利。化学气相沉积法和微波合成法可降低合成温度,合成粉末晶粒细小,但工艺复杂、效率较低,合成成本较高。反应球磨法具有合成粉末晶粒度小,粉末烧结活性高,合成工艺简单、适合工业化生产等一系列优点。通常是以Ti粉、C粉为原料,在流动的N2或NH3气氛下高能球磨,然而Ti粉价格较高,而通入流动的N2或NH3需要特殊设计的球磨机。

前景分析
1)该方法原料成本低(TiO2价格不足Ti的十分之一,尿素价格也较N2和NH3低廉),合成温度低(室温),能耗小,设备和工艺简单,合成的TiCN/Al2O3复合粉末为原位合成粉末,粉末混合均匀,吸附杂质少,粉末颗粒度和晶粒度细小,有利于烧结。 2)本发明方法利用反应球磨法将金红石粉、Al粉、石墨粉和尿素在室温下进行球磨,制备的TiCN和Al2O3复合粉末颗粒度小于2μm,平均粒度为0.71μm,晶粒度小于10nm,性能优良。


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    孙金峰

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