二硼化锆或二硼化钛致密陶瓷材料无压烧结的方法

                      技术领域

本发明属于一种陶瓷材料的制备方法，具体地说是一种二硼化锆(ZrB₂)或二硼化钛(TiB₂)致密陶瓷材料无压烧结的方法。

                      背景技术

二硼化锆和二硼化钛不仅具有高熔点、高硬度、优异的耐腐蚀性和抗氧化性，而且具有良好的导电性和导热性，因此有很广泛的应用前景。由于ZrB₂和TiB₂是键能极强的共价键化合物，难于得到高密度的烧结体。目前制备ZrB₂和TiB₂致密陶瓷材料常用的方法是热压，典型的热压工艺参数为压力为1-2GPa；温度为1600-1800℃；压制时间为1-2h。为了改善ZrB₂和TiB₂的热压性能，加入一些烧结助剂，常用的烧结助剂为过渡金属的硼化物如CoB、FeB、Ni₃B₄、VB₂，CrB₂，NbB₂等。通过热压，ZrB₂和TiB₂陶瓷材料的密度可达到95-99％T.D.。

目前对在ZrB₂和TiB₂陶瓷材料加入烧结助剂的常压烧结方法也进行了一些研究。加入的烧结助剂为氧化物类，如ZrO₂、Al₂O₃，Y₂O₃等，加入量在30wt％以上。当烧结温度在1900℃以上时，烧结体密度可达到90％左右。上述方法存在以下问题：1.采用热压，生产效率低，成本极高。2.常压烧结中的烧结助剂含量太多，大大低降了ZrB₂和TiB₂的性能，如电导率等，而且烧结密度较低，因而影响了ZrB₂和TiB₂材料的使用。

                        发明内容

本发明的目的是解决ZrB₂和TiB₂陶瓷材料常压烧结困难的问题，提供一种二硼化锆和二硼化钛致密陶瓷材料无压烧结的方法，降低生产成本。

本发明是这样实现的：以平均粒径1μm-2μm的ZrB₂粉末或TiB₂粉末为原料，采用ZrH₂或TiH₂作烧结助剂，ZrH₂或TiH₂的加入量为ZrB₂粉末或TiB₂粉末原料的3-5wt％，按常规工艺混料、成型后，于真空中烧结，真空度要求优于5×10^-2Pa，烧结温度为1700-1900℃，烧结时间为2-3小时，可得到烧结密度达到94-96％T.D.的致密ZrB₂或TiB₂陶瓷材料。

本发明的效果在于：由于烧结助剂在ZrB₂粉末或TiB₂粉末原料中的含量少，不影响ZrB₂和TiB₂材料的性能，如熔点、硬度等。而且是无压烧结，生产效率高，成本下降。