碳化硼

摘要： 目的 为解决现有铁磁性磨粒中研磨相材料价格昂贵、硬度不够和性价比低等问题,采用碳化硼粉末制备出一种具有成本低和性价比高的新型磁性磨粒。方法采用黏结法制备铁基碳化硼磁性磨粒,探究制备工艺中不同成分配比对其研磨性能的影响。通过扫描电子显微镜观察磁性磨粒表面形貌,并进行面扫能谱分析观察磨粒中研磨相分布情况;采用表面粗糙度测量仪与3D超景深显微镜对研磨前后的工件表面质量进行对比分析;结合钛合金平板试件的研磨试验结果评价磁性磨粒的研磨性能,最终确定黏结法制备铁基碳化硼磁性磨粒的最佳方案。结果压制力为100 kN,物料与黏结剂量比为10︰1,粒径比为4︰1时,磁性磨粒的切削刃较为明显,研磨效果达到最佳。使用此磁性磨粒研磨30 min后,钛合金平板试件的表面粗糙度由原始的Ra 0.88μm降至Ra 0.07μm,有效去除了工件原始表面的缺陷和加工纹理,改善了工件的表面质量。结论在黏结剂中加入无水乙醇可解决黏结剂过于黏稠、不利于与物料混合的问题。采用此黏结法所制备的铁基碳化硼磁性磨粒能够有效地完成对钛合金材料的加工,铁基碳化硼磁性磨粒可以作为性能优良的磨削介质参与研磨,并能够满足磁粒研磨光整加工的要求。

摘要： 碳化硼(B_(4)C)复合陶瓷以其高硬度、高熔点、良好的耐磨性以及吸收中子能力的特性,广泛应用于制造防弹装甲材料,原子反应堆控制以及耐磨耐高温结构材料等领域.文中采用中间层Ti箔对碳化硼复合陶瓷(B_(4)C-SiC-TiB_(2))进行扩散连接,研究了连接温度对连接界面组织及接头力学性能的影响.结果表明,在连接温度1300~1450°C下成功扩散连接了B_(4)C-SiC-TiB_(2)复合陶瓷,Ti与B_(4)C反应生成TiB_(2)和TiC.随着连接温度的升高,反应层变厚,而过厚的反应层会对接头的性能造成不利影响.在连接温度1300°C时,反应层的平均厚度约为5μm,此时获得较高的接头抗剪强度100 MPa;在连接温度1450°C时连接层基本为TiB_(2)和TiC陶瓷相,此时扩散连接接头可以获得较高硬度(25.4 GPa).

摘要： 在1500°C的真空条件下,通过液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了碳化硼/二硼化钛-碳纳米管(B_(4)C-TiB_(2)-CNT)陶瓷复合材料,对其成分、形貌、性能和增韧机理进行了分析表征和研究。结果表明:复合材料的主要组成相为B_(12)(C,Si,B)_(3)、SiC和Si。二硼化钛和碳纳米管显著提高了液相渗硅烧结碳化硼陶瓷的力学性能,在TiB_(2)和CNT的添加量分别为10%和0.4%时,复合陶瓷的弯曲强度和断裂韧性达到了(390±18)MPa和(5.38±0.38)MPa·m^(1/2),分别比B_(4)C陶瓷高了31%和53%。本文的研究从片状SiC颗粒和CNT的拔出、TiB_(2)的颗粒增韧以及裂纹的偏转等方面解释了B_(4)C-TiB_(2)-CNT复合材料的增韧机理。

摘要： 以0.8B_(4)C-0.2SiC复合材料为基础,以TiC、酚醛树脂、聚醚酰亚胺和聚乙烯醇缩丁醛为添加剂,采用无压烧结技术制备B_(4)C-SiC-TiC复合陶瓷材料。通过测试TiC掺入量分别为3wt%、6wt%、9wt%、12wt%和15wt%时,在2150°C下无压烧结制备出的样品的微观结构和力学性能,研究TiC掺入量对复合材料烧结过程及性能的影响。结果表明,向B_(4)C-SiC复合陶瓷材料中掺入一定量的TiC,有利于复合材料的致密化烧结,同时可以提高复合材料的力学性能。TiC掺入量为9wt%时,样品气孔率最低,TiC掺入量为12wt%时,样品烧结程度最高;TiC掺入量为12wt%时,样品相对密度、弯曲强度和断裂韧性达到最大值,分别为94.5%、239MPa和4.91MPa·m^(1/2)。

摘要： 以部分碳化钛为增强相投入到碳化硅基体材料中,并投入微量炭黑和碳化硼为烧结活化剂,利用无压固相烧结技术制造了碳化硅基陶瓷复合材料。评测了其力学性能,凭借扫描电镜(SEM)观测了试样的断口形貌与表观形貌,并探讨了其氧化行为。结果表明:在碳化硅中投加部分碳化钛,对复合材料的力学性能有非常大地益处,于9 wt%时达到顶峰,弯曲强度497 MPa,相对密度98.9%,断裂韧性4.79 MPa·m^(1/2)。复合材料的显微组织构造紧致密实,TiC颗粒在SiC材料中的离散作用而激发的钉扎效果和裂纹偏移转向为其主要的增韧原理。在设定的氧化条件下(1200°C保温2 h),试样表面形成了一层较为致密并可以弱化氧化进程的氧化膜层。

摘要： 【俄罗斯国家原子能集团公司网站2022年3月18日报道】俄罗斯卢奇科研与生产联合研究院(NII NPO Luch)近日生产了一批拟用于制造控制棒的氢化铪样本。俄正在为BN系列钠冷快堆研制氢化铪控制棒。氢化铪具有较强的中子吸收能力和较高的耐辐射性能,且比目前的控制棒材料碳化硼更不易发生膨胀,能够大幅延长控制棒的运行寿期。此外,铪基中子吸收剂的成本相对较低。

摘要： 使用多组元蜡基粘结剂,通过粉末注射成形工艺,结合溶剂脱脂和热脱脂,成功烧结制备出壁厚为0.7 mm的近净尺寸环形Al_(2)O_(3)-B_(4)C薄壁管。结果表明,当石蜡占粘结剂质量分数45%时,喂料具有较低的黏度和较好的抗弯强度;当固相体积分数为58%时,喂料在保证低黏度的前提下具有良好性能。当烧结温度在1550°C至1650°C范围内时,芯块相对密度及抗弯强度随温度上升而增高;当烧结温度达到1650°C时,芯块的密度及强度有所下降,芯块密度随B_(4)C粒度增大而增大,抗弯强度随粒度增大先增大后减小。

摘要： 以酚醛树脂和氧化硼为原料,在氩气气氛中合成了超细碳化硼粉体。研究了C与B_(2)O_(3)摩尔比和煅烧温度对合成粉体的物相组成和微观结构的影响。研究结果表明:初始粉料中氧化硼含量的增加有利于提高合成粉体中碳化硼相的纯度。此外,氧化硼含量和煅烧温度越高,合成的碳化硼粉粒径越大。当C与B_(2)O_(3)摩尔比为1.0:1.0且煅烧温度为1700°C时,合成的碳化硼粒径约为180 nm。对合成粉体进行除碳和除氧化硼处理后,能够得到中位粒径为62 nm且粒径单分散的碳化硼粉体。除碳和除氧化硼处理后的碳化硼粉体在真空气氛中,于1850°C、60 MPa和保温30 min的条件下热压烧结,所得到的碳化硼陶瓷的致密度、弯曲强度和断裂韧性分别为93.27%、304 MPa和4.41 MPa·m^(1/2)。

摘要： 通过放电等离子烧结(SPS)制备致密碳化硼材料,并揭示烧结致密化机制和晶粒生长动力学;研究样品致密度、硬度、抗弯强度和韧性,并通过SEM和TEM对烧结机制进行验证。结果表明,SPS碳化硼烧结主要分为两个阶段:致密化阶段(1800~2000°C)和晶粒生长阶段(2100~2200°C)。利用稳态蠕变模型进行分析,碳化硼烧结初期致密化机制为晶界滑移,后期转变为位错攀移机制;晶粒生长机制在2100°C时由晶界扩散控制,在2200°C时由体积扩散或液相扩散控制。

摘要： 针对自蔓延高温合成制备碳化硼(B_(4)C)存在的纯度低、游离硼含量高等缺陷,本工作以热力学平衡计算为指导,研究了镁热自蔓延高温合成B_(4)C粉体过程中杂质相的形成规律与赋存状态,以及自蔓延产物中杂质相强化浸出去除规律。结果表明:自蔓延快速合成过程中配料比是影响自蔓延产物物相组成的根本因素。随着Mg配料量增加,自蔓延产物中B_(4)C相和MgO相含量逐渐增加,Mg_(3)B_(2)O_(6)相含量逐渐减少;当Mg配料量达到化学计量比后再增加时,自蔓延产物中相含量变化不再明显。酸浸可有效除去自蔓延产物中的MgO副产物相,Mg_(3)B_(2)O_(6)杂质相的强化去除需要采用密闭强化酸浸。密闭强化酸浸可强化酸浸提纯效果,酸浸产物中Mg残留量降至2.06%,游离硼含量降至3.61%。B_(4)C产物为团聚颗粒,平均粒径为5.30μm,比表面积达13.36 m^(2)·g^(-1)。

摘要： 分别用碱熔法和高压微波消解法处理样品,用甘露醇络合滴定法和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定了碳化硼中总硼的含量,研究了每种方法的重复性、准确度和加标回收率.分析了前处理方法和测定方法相互适应关系，确定了碳化硼粉体中总硼的最佳测定方法。

摘要： 目前文献报道的以有机化合物为碳源的低温制备技术较多的存在还原温度偏高、产物收率低、产物碳化硼中存在游离碳等问题，为此，本课题组开展了以聚乙烯醇和硼酸为原料制备碳化硼的研究，并取得了较好的新进展。以聚乙烯醇和硼酸为原料，经缩合反应制备了聚乙烯醇硼酸酯前驱体(PVBO)，前躯体经干燥、裂解及高温还原等反应，制得碳化硼粉体，研究了原料配比、裂解温度、还原反应温度及时间等因素对碳化硼制备反应的影响。结果表明，将干燥后的PVBO前驱体在空气条件下650°C裂解2h，可将裂解产物的C/B2O3摩尔比控制在3.1-2.9的范围，将C/B2O3摩尔比为3.1-2.9的裂解产物在氢气气氛下1400°C还原反应4h可得到纳米级高纯碳化硼粉体，粉体的平均晶粒尺寸为39.8nm，该C/B2O3摩尔比低于通常制备B4C的3.5的化学计量比，且其XRD衍射图上未观察到游离碳原子的衍射峰。SEM测试表明所得碳化硼粒子的形态为类球形或纤维状。

摘要： 本文概述制备B4C方法的主要特点和最新的研究进展.目前制备碳化硼(B4C)的方法主要有碳热还原法、自蔓延高温合成法、元素直接合成法、化学气相沉积法、机械合金化法和溶胶凝胶法等.

摘要： 以马来酸酐和丙烯酸为聚合单体,过硫酸铵为引发剂,聚合得到马来酸酐-丙烯酸共聚物,引入烯丙基磺酸钠将其改性,得到磺酸基马来酸酐-丙烯酸共聚物,磺酸基的引入增强了共聚物螯合钙离子的能力和碳酸钙分散性能.结果 表明磺酸基马来酸酐-丙烯酸共聚物可以作为吸附剂去除工业硼酸中的钙离子,为碳化硼的制备提供了质量保障.

摘要： 蓝宝石晶片需求量的猛增促使碳化硼作为其研磨材料的用量也逐渐增加.而电弧炉碳热还原法制备碳化硼时,由于炉内温区不均一和保温时间的不同,导致所合成的碳化硼品质差别较大,仅有高品质的碳化硼微粉才可用于蓝宝石晶片的研磨.本文采用了化学分析、XRD、SEM等检测方法,从纯度、硼碳比、晶型、物相结构、表观形貌、硬度等方面对两种不同品质的碳化硼微粉进行了一系列的对比分析,并进行了蓝宝石晶片的研磨试验.实验结果表明:蓝宝石研磨用一级品碳化硼微粉具有纯度高(98.35％)、硼碳比接近理论硼碳比4.0、结晶好、致密度高和硬度高(4987.20kg/mm2)的等特性.一级品碳化硼在用于蓝宝石研磨时具有研磨速率高、研磨时间短、使用寿命长和研磨效果好等优点.

摘要： 以电熔镁砂、196鳞片石墨、液体树脂为主要原料制备电炉镁碳砖,研究了防氧化剂加入种类对电炉镁碳砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、加热永久线变化、回转抗渣的影响.研究表明:1)当铝粉与硅粉复合添加时,试样的高温抗折强度达到最大17.6MPa.2)防氧化剂碳化硼、硅粉的引入试样发生微膨胀,有利于提高试样的高温体积稳定性.3)添加防氧化剂硅粉的试样具有良好的综合性能.

摘要： 碳化硼和碳化硅在蓝宝石研磨方面的用途不同,将两种产品按照一定的比例混合用于该领域,可以解决现在蓝宝石行业降低成本的要求.

摘要： 利用半固态热等静压法制备了30％B4C/6061Al复合材料,采用阿基米德原理检测复合材料相对密度,万能材料试验机测试复合材料力学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪分析材料内、外表面的微观组织及元素组成.结果表明:半固态热等静压法可显著提高其致密度,复合材料密度可达到2.66g/cm3,接近材料理论密度;虽然半固态热等静压工艺制备的6061Al/B4C复合材料强度达到约300MPa,但高达30％B4C颗粒的添加降低了材料的塑性;研究直接观测到了半固态工艺过程中出现的铝液相,分析表明在高温高压条件下,铝液相的存在不仅有益于B4C颗粒与6061Al基体的结合,而且还起到了填充材料内部间隙,提升材料致密度的作用.

摘要： 利用半固态热等静压法制备了30％B4C/6061Al复合材料,采用阿基米德原理检测复合材料相对密度,万能材料试验机测试复合材料力学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪分析材料内、外表面的微观组织及元素组成.结果表明:半固态热等静压法可显著提高其致密度,复合材料密度可达到2.66g/cm3,接近材料理论密度;虽然半固态热等静压工艺制备的6061Al/B4C复合材料强度达到约300MPa,但高达30％B4C颗粒的添加降低了材料的塑性;研究直接观测到了半固态工艺过程中出现的铝液相,分析表明在高温高压条件下,铝液相的存在不仅有益于B4C颗粒与6061Al基体的结合,而且还起到了填充材料内部间隙,提升材料致密度的作用.

摘要： 利用半固态热等静压法制备了30％B4C/6061Al复合材料,采用阿基米德原理检测复合材料相对密度,万能材料试验机测试复合材料力学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪分析材料内、外表面的微观组织及元素组成.结果表明:半固态热等静压法可显著提高其致密度,复合材料密度可达到2.66g/cm3,接近材料理论密度;虽然半固态热等静压工艺制备的6061Al/B4C复合材料强度达到约300MPa,但高达30％B4C颗粒的添加降低了材料的塑性;研究直接观测到了半固态工艺过程中出现的铝液相,分析表明在高温高压条件下,铝液相的存在不仅有益于B4C颗粒与6061Al基体的结合,而且还起到了填充材料内部间隙,提升材料致密度的作用.

摘要： 本发明涉及了类碳化硼相‑碳化硅或类碳化硼相‑碳化硅‑碳化硼复相陶瓷材料及其制备方法，所述复相陶瓷包括由碳化硼和Si粉高温反应形成的类碳化硼相和碳化硅相，所述类碳化硼相的化学组成为B12(B,C,Si)3，所述复相陶瓷中类碳化硼相的体积分数为40～90%。本发明以碳化硼和Si粉为原料，高温反应生成碳化硅粉体和类碳化硼粉体，再经烧结制得含有碳化硅相和类碳化硼相的复相陶瓷，即类碳化硼相‑碳化硅复相陶瓷材料，类碳化硼的晶格参数接近碳化硼，然后其比碳化硼更容易烧结，从而本发明提供的复相陶瓷兼具有碳化硼、碳化硅的优异性能，且易烧结，致密度高。

摘要： 本发明公开了一种碳化硼/二硼化钛复合陶瓷粉末的制造方法，其中，首先将碳化硼和钛源充分混合，使它们对平均颗粒度小于20微米，使得不连续的反应物区域小于50微米；然后将混合物加热，这时碳化硼颗粒成为基体，二硼化钛颗粒附着在碳化硼颗粒上。从而得到碳化硼/二硼化钛复合陶瓷粉末，其颗粒直径小于20微米。在用这种粉末压制成的致密部件中，二硼化钛的平均晶粒度小于20微米，碳化硼的平均晶粒度小于50微米，且它们分布均匀。

摘要： 本发明公开了一种高性能纯碳化硼陶瓷材料的节能制备方法及纯碳化硼陶瓷材料，其包括，将碳化硼粗粉，经过高能球磨进行细化，酸洗、水洗、烘干，得到碳化硼微粉；称取所述碳化硼微粉，将粉末压实；采用放电等离子法分段烧结，起始烧结温度为400～450°C，最后达到2000～2100°C，降温，烧结压力为20～55MPa。本发明与单级烧结相比，多级烧结容易制得较高致密度，更好力学性能的碳化硼陶瓷，本发明陶瓷材料特别适用于制备防弹衣，也可用于航天陀螺仪碳化硼轴承等，陶瓷材料硬度达到44GPa，体积磨损率1.2688×10

摘要： 本发明涉及碳化硼结构调控及碳化硼/碳复合材料制备方法，属于陶瓷材料技术领域。所述制备方法包括以下步骤：将碳化硼粉体与助剂粉体充分混合、加压成型后，进行烧结，烧结温度为1000‑1600°C，得到碳化硼/碳复合材料；通过控制加入的助剂的种类，以调控碳化硼三原子链与二十面体结构的相对比例，助剂为Y2O3、BaTiO3、MgO、Fe3O4、Al2O3中一种或几种。本发明制备碳化硼‑碳复合材料，并且调控碳的D峰与G峰的强度，使之具有更好的材料硬度和韧性性能，并将碳良好的抗热冲击性能于碳化硼良好的耐高温等离子体冲刷性能结合，大大加快了材料制备的生产周期，降低了生产成本，拓展碳化硼复合材料的应用前景。

摘要： 本发明涉及研磨抛光领域，具体涉及一种蓝宝石研磨废液中的碳化硼的回收方法和碳化硼回收悬浮液以及蓝宝石研磨液。该回收方法包括：向所述废液中加水稀释，得到稀释废液，对所述稀释废液进行热处理，并进行沉降，形成碳化硼游离层、蓝宝石粉的液层和碳化硼沉积层，取碳化硼沉积层，以得到回收的碳化硼；其中，所述热处理的温度为40‑80°C。该方法对环境友好，工艺简单，节省成本和时间，能够有效回收蓝宝石研磨废液中的碳化硼，节省资源。

摘要： 本发明涉及了类碳化硼相-碳化硅或类碳化硼相-碳化硅-碳化硼复相陶瓷材料及其制备方法，所述复相陶瓷包括由碳化硼和Si粉高温反应形成的类碳化硼相和碳化硅相，所述类碳化硼相的化学组成为B12(B,C,Si)3，所述复相陶瓷中类碳化硼相的体积分数为40～90%。本发明以碳化硼和Si粉为原料，高温反应生成碳化硅粉体和类碳化硼粉体，再经烧结制得含有碳化硅相和类碳化硼相的复相陶瓷，即类碳化硼相-碳化硅复相陶瓷材料，类碳化硼的晶格参数接近碳化硼，然后其比碳化硼更容易烧结，从而本发明提供的复相陶瓷兼具有碳化硼、碳化硅的优异性能，且易烧结，致密度高。

摘要： 本发明公开了碳化硼微粉提纯方法、碳化硼陶瓷及碳化硼陶瓷的制备方法。碳化硼微粉提纯方法，以市售W3.5系列的碳化硼微粉原料为基础进行均化研磨、真空热处理提纯、二次研磨，将碳化硼浆料采用喷雾造粒的方式进行烘干制粉。碳化硼陶瓷由以下成分构成，碳化硼微粉、液体炭黑、亚微米氮化铝微粉、钛酸酯偶联剂、水溶性酚醛树脂、水溶性丙烯酸胶、聚乙二醇、甘油、去离子水、晶须型多壁碳纳米管、Ti‑‑Si‑C三元MAX相微粉。碳化硼陶瓷制备方法，按组分称重后进行高速球磨制浆、喷雾造粒、生坯压制、无压烧成。解决了现有技术中碳化硼微粉纯度不高的问题，同时实现了碳化硼陶瓷的无压烧结制备。

摘要： 本发明公开了一种碳化硼/二硼化钛组合陶瓷粉末的制造方法，其中，首先将碳化硼和钛源充分混合，使它们对平均颗粒度小于20微米，使得不连续的反应物区域小于50微米；然后将混合物加热，这时碳化硼颗粒成为基体，二硼化钛颗粒附着在碳化硼颗粒上。从而得到碳化硼/二硼化钛组合陶瓷粉末，其颗粒直径小于20微米。在用这种粉末压制成的致密部件中，二硼化钛的平均晶粒度小于20微米，碳化硼的平均晶粒度小于50微米，且它们分布均匀。

摘要： 本发明提供一种二硼化钛‑碳化硼‑碳化钛复合陶瓷材料，其组成至少包括TiB2、B4C、TiC和C。本发明还提供了一种二硼化钛‑碳化硼‑碳化钛复合陶瓷材料的制备方法。本发明通过引入TiC、C作为添加剂，除去氧化层、避免TiB2晶粒异常长大，实现了高强韧性二硼化钛‑碳化硼复合陶瓷的制备。

摘要： 本发明公开了一种碳化硼纤维/碳化硼陶瓷复合材料及其制备方法。其步骤为：1)在去离子水中依次加入碳化硼粉体、硼粉和铁盐，搅拌，随后加入铵盐，继续搅拌，过滤、真空干燥，得到碳化硼‑硼‑催化剂前驱体；2)将前驱体置于化学气相沉积炉中，在甲烷气氛下进行热处理反应，得到碳化硼纤维/碳化硼陶瓷复合粉体；3)将复合粉体置于氩气气氛下热压烧结，然后随炉冷却至室温，得到碳化硼纤维/碳化硼陶瓷复合材料。所得陶瓷复合材料中，碳化硼纤维在碳化硼陶瓷粉体中原位反应形成，在陶瓷复合材料中均匀分散，能充分发挥一维碳化硼纤维的强韧化作用，且与碳化硼陶瓷基体具有良好的界面结合特性，有效提升了碳化硼陶瓷材料的力学性能和烧结性能。