專利名稱：一種AlCr₂C粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫陶瓷和耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種AlCr2C粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳化物是一組熔點很高的材料，很多碳化物的熔點(或升華)都在3000°C以上，碳化物的抗氧化性較差，一般在紅熱溫度即開始氧化，不過多數(shù)的抗氧化能力比高熔點的金屬強(qiáng)，比石墨和碳略好一些。大多數(shù)碳化物都有良好的導(dǎo)電及導(dǎo)熱性，同時很多碳化物具有很高的硬度，因而碳化物在工業(yè)制造中有著廣泛的應(yīng)用。制造碳化物制品的原料都是人工合成的，碳化物原料的合成方法有三種:
(1)金屬與碳粉直接化合，反應(yīng)溫度因物而異，約在120(T2200°C；
(2)金屬與含碳?xì)怏w在高溫下相互作用；
(3)金屬氧化物與碳作用，也稱碳還原法，是將金屬氧化物與碳的混合物在電弧爐中熔融反應(yīng)合成或在真空、氫氣、惰性氣體或其它還原性氣氛中，在低于金屬氧化物熔點溫度下，通過碳還原金屬氧化物并與之進(jìn)行固相反應(yīng)合成碳化物。

上述合成方法雖各有其優(yōu)點，但存在的缺點是制備碳化物的方法比較復(fù)雜、設(shè)備投資大和費用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、成本較低的AlCr2C粉體的制備方法，所制備的AlCr2C粉體材料具有性能穩(wěn)定、抗侵蝕性能優(yōu)異和抗熱震性能良好的特點，適于制備高溫陶瓷和耐火材料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨5 30小時，制得AlCr2C粉體。球磨機(jī)中的碾磨介質(zhì)為碳化鎢球。所述金屬鋁粉的粒度為5 200 U m,金屬鋁粉中的Al含量> 97wt%。所述金屬鉻粉的粒度為5 200 u m,鉻粉中的Cr含量> 97wt%。所述石墨粉的粒度為5 200 u m，石墨粉中的C含量彡97wt%。由于米用上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過粉末和球磨介質(zhì)之間長時間的沖擊、碰撞和破碎，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊和斷裂，導(dǎo)致粉體顆粒細(xì)化、原子擴(kuò)散、新生表面活性增大和表面自由能降低，從而極大促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，提高了粉體性能。所制備的AlCr2C粉體材料在使用過程中，表面可以生成剛玉鉻固溶體(Al2O3 Cr2O3),剛玉鉻材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗侵蝕能力，從而有利于延長所制備的AlCr2C粉體材料的壽命。本發(fā)明相對現(xiàn)有的高壓高溫合成碳化物的方法，制備工藝簡單，成本低，能制備微米或納米級AlCr2C粉體。所制備的AlCr2C粉體的粒度為5nnTl00 u m,具有性能穩(wěn)定、抗侵蝕性能優(yōu)異和抗熱震性能良好的特點，適于制備高溫陶瓷和耐火材料。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。為避免重復(fù)，現(xiàn)將本具體實施方式
所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
所述金屬鋁粉的粒度為5 200 u m,金屬鋁粉中的Al含量> 97wt% ；
所述金屬鉻粉的粒度為5 200 u m，鉻粉中的Cr含量> 97wt% ；
所述石墨粉的粒度為5 200 u m，石墨粉中的C含量> 97wt% ；
球磨機(jī)中的碾磨介質(zhì)為碳化鶴球。實施例1
一種AlCr2C粉體及其制備方法。先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨5 10小時，制得AlCr2C粉體。本實施例所制備的AlCr2C粉體的粒度為20 ii m 100 u m。實施例2
一種AlCr2C粉體及其制備方法。先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料， 然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨1(T15小時，制得AlCr2C粉體。本實施例所制備的AlCr2C粉體的粒度為5 ii m 20 ii m。實施例3
一種AlCr2C粉體及其制備方法。先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨15 20小時，制得AlCr2C粉體。本實施例所制備的AlCr2C粉體的粒度為200nnT5 u m。實施例4
一種AlCr2C粉體及其制備方法。先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨2(T25小時，制得AlCr2C粉體。本實施例所制備的AlCr2C粉體的粒度為50nnT200nm。實施例5
一種AlCr2C粉體及其制備方法。先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al: Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨25 30小時，制得AlCr2C粉體。本實施例所制備的AlCr2C粉體的粒度為5nnT50nm。本具體實施方式
通過粉末和球磨介質(zhì)之間長時間的沖擊、碰撞和破碎，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊和斷裂，導(dǎo)致粉體顆粒細(xì)化、原子擴(kuò)散、新生表面活性增大和表面自由能降低，從而極大促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，提高了粉體性能。所制備的AlCr2C粉體材料在使用過程中，表面可以生成剛玉鉻固溶體(Al2O3 Cr2O3),剛玉鉻材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗侵蝕能力，從而有利于延長所制備的AlCr2C粉體材料的壽命。本具體實施方式
相對現(xiàn)有的高壓高溫合成碳化物的方法，制備工藝簡單，成本低，能制備微米或納米級AlCr2C粉體。所制備的AlCr2C粉體的粒度為5nnTl00 u m,具有性能穩(wěn)定 、抗侵蝕性能優(yōu)異和抗熱震性能良好的特點，適于制備高溫陶瓷和耐火材料。
權(quán)利要求
1.一種々1&2(:粉體的制備方法，其特征在于先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al:Cr: C的摩爾比為1: 2: I進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨5 30小時，制得AlCr2C粉體； 球磨機(jī)中的碾磨介質(zhì)為碳化鶴球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlCr2C粉體的制備方法，其特征在于所述金屬鋁粉的粒度為5 200 iim，金屬鋁粉中的Al含量> 97wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlCr2C粉體的制備方法，其特征在于所述金屬鉻粉的粒度為5 200 u m，鉻粉中的Cr含量> 97wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述AlCr2C粉體的制備方法，其特征在于所述石墨粉的粒度為5 200 iim，石墨粉中的C含量彡97wt%。
5.—種AlCr2C粉體，其特征在于所述AlCr2C粉體為根據(jù)權(quán)利要求f 4項中任一項所述的AlCr2C粉體的 制備方法所制備的AlCr2C粉體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種AlCr2C粉體及其制備方法。其技術(shù)方案是先將金屬鋁粉、金屬鉻粉和石墨粉按Al︰Cr︰C的摩爾比為1︰2︰1進(jìn)行配料，然后放入球磨機(jī)中，在氬氣或氮氣氣氛下混磨5~30小時，制得AlCr2C粉體。其中球磨機(jī)中的碾磨介質(zhì)為碳化鎢球；金屬鋁粉的粒度為5~200μm，金屬鋁粉中的Al含量≥97wt%；金屬鉻粉的粒度為5~200μm，鉻粉中的Cr含量≥97wt%；石墨粉的粒度為5~200μm，石墨粉中的C含量≥97wt%。本發(fā)明制備工藝簡單，成本低，能制得微米或納米級AlCr2C粉體材料；所制備的AlCr2C粉體的粒度為5nm~100μm。具有性能穩(wěn)定、抗侵蝕性能優(yōu)異和抗熱震性能良好的特點，適于制備高溫陶瓷和耐火材料。
文檔編號C01B31/30GK103101911SQ201310067549
公開日2013年5月15日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者魏耀武, 李歆琰, 徐華偉, 李楠 申請人:武漢科技大學(xué)