本發(fā)明涉及碳化硼元件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能碳化硼陶瓷噴嘴。

背景技術(shù)：

碳化硼突出的優(yōu)點是密度低、硬度高和中子吸收截面大，主要以碳化硼陶瓷材料的形式應(yīng)用。碳化硼因強共價鍵結(jié)合，自擴散系數(shù)低，燒結(jié)困難。通常采用熱壓或者熱等靜壓燒結(jié)才能實現(xiàn)致密化。但是，一方面熱壓和熱等靜壓只能制備尺寸相對較小、形狀簡單的制品，另外一方面熱壓和熱等靜壓的制造成本高，因此阻礙了碳化硼材料的應(yīng)用。

陶瓷噴嘴自上個世紀(jì)九時年代引入中國以來，材料不斷的改進更新，從氧化物陶瓷逐漸發(fā)展到氮化物陶瓷和碳化物陶瓷，而生產(chǎn)工藝及制備方法落后，致使現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷噴嘴存在諸多缺陷，比如硬度不高、耐磨性差、防腐蝕防沖蝕能力弱、延展性不大等。為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，有必要對現(xiàn)有陶瓷噴嘴生產(chǎn)技術(shù)加以改進，從而制得適合不同需求的具有成本低、功能多元化、阻燃、硬度高、耐磨、防輻射等功能的陶瓷噴嘴。

研究認為阻礙碳化硼陶瓷致密化的原因之一是碳化硼粉體表面的氧化硼，氧化硼的存在會使碳化硼在較低的溫度出現(xiàn)顆粒粗化，導(dǎo)致在高溫階段致密化驅(qū)動力下降。研究表明碳和一些碳化物能夠有效除去碳化硼粉體表面的氧化硼，促進燒結(jié)，所以，碳和碳化物是一類重要的燒結(jié)助劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高性能碳化硼陶瓷噴嘴。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高性能碳化硼陶瓷噴嘴，所述碳化硼噴頭由以下重量份的材料組成：碳化硼400-450份、銅粉20-25份、氧化鋅10-12份、三氧化二鉻8-10份、納米二氧化鈦3-5份、氧化鎂20-25份、氧化鋯20-25份、碳化鈹2-5份、碳化鎢2-5份、硼化鋯2-5份、焦寶石1.2-2.4份、黃長石3-6份、火山巖3-5份、石墨粉1.2-1.5份、淀粉0.4-0.7份、氧化鑭25-35份、礦物纖維2.4-2.7份、滌綸纖維3-4份、碳化鈦纖維0.5-1.1份。

所述碳化硼噴頭由以下重量份的材料組成：碳化硼450份、銅粉22份、氧化鋅11份、三氧化二鉻9份、納米二氧化鈦4份、氧化鎂22份、氧化鋯22份、碳化鈹3份、碳化鎢3份、硼化鋯3份、焦寶石2份、黃長石5份、火山巖4份、石墨粉1.3份、淀粉0.6份、氧化鑭30份、礦物纖維2.5份、滌綸纖維4份、碳化鈦纖維1份。

所述制備方法包括如下制作步驟：

①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼混合粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預(yù)處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；

③、熱處理：使用中頻燒結(jié)爐加熱，開機，將功率調(diào)至120kw/h加熱，加熱時間為1小時35分鐘，溫度達到2200℃，中間過程中電壓不穩(wěn)，要隨時調(diào)節(jié)，保證120kw/h的功率，爐內(nèi)溫度達到2200℃時開始保溫，每5分鐘將功率下調(diào)10kw/h,保溫時間為20分鐘；

④、壓制冷切成型：保溫結(jié)束后開始加壓，通過遠程控制閥給中頻燒結(jié)爐加壓，加壓前10分鐘勻速加壓到10MPa，然后5分鐘保持勻速加壓到15MPa，整個加壓過程約15分鐘，開始保壓5分鐘，最后關(guān)機，整個壓制時間約20分鐘，最后通過循環(huán)水給爐體冷卻成型。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在燒結(jié)過程中形成了具有良好韌性、耐磨性的硅鋁硼鑭復(fù)合相，所以噴嘴的硬度、耐磨性都得到較大提高，至少能達到94％的相對密度(RD)和至少2200㎏/㎜²的維氏硬度，克服了現(xiàn)有陶瓷噴嘴的缺陷，具有設(shè)計合理和較大推廣價值的優(yōu)點。

具體實施方式

為了便于本發(fā)明內(nèi)容的理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，以下實施例僅為本發(fā)明的一部分實施例。

實施例1：

按照重量百分比稱取碳化硼400份、銅粉20份、氧化鋅10份、三氧化二鉻8份、納米二氧化鈦3份、氧化鎂20份、氧化鋯20份、碳化鈹2份、碳化鎢2份、硼化鋯2份、焦寶石1.2份、黃長石3份、火山巖3份、石墨粉1.2份、淀粉0.4份、氧化鑭25份、礦物纖維2.4份、滌綸纖維3份、碳化鈦纖維0.5份。

按照如下步驟制備成型：①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預(yù)處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；

③、熱處理：使用中頻燒結(jié)爐加熱，開機，將功率調(diào)至120kw/h加熱，加熱時間為1小時35分鐘，溫度達到2200℃，中間過程中電壓不穩(wěn)，要隨時調(diào)節(jié)，保證120kw/h的功率，爐內(nèi)溫度達到2200℃時開始保溫，每5分鐘將功率下調(diào)10kw/h,保溫時間為20分鐘；

④、壓制冷切成型：保溫結(jié)束后開始加壓，通過遠程控制閥給中頻燒結(jié)爐加壓，加壓前10分鐘勻速加壓到10MPa，然后5分鐘保持勻速加壓到15MPa，整個加壓過程約15分鐘，開始保壓5分鐘，最后關(guān)機，整個壓制時間約20分鐘，最后通過循環(huán)水給爐體冷卻成型。

實施例2：

按照重量百分比稱取碳化硼450份、銅粉25份、氧化鋅12份、三氧化二鉻10份、納米二氧化鈦5份、氧化鎂25份、氧化鋯25份、碳化鈹5份、碳化鎢5份、硼化鋯5份、焦寶石2.4份、黃長石6份、火山巖5份、石墨粉1.5份、淀粉0.7份、氧化鑭35份、礦物纖維2.7份、滌綸纖維4份、碳化鈦纖維1.1份。

按照如下步驟制備成型：①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預(yù)處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；

③、熱處理：使用中頻燒結(jié)爐加熱，開機，將功率調(diào)至120kw/h加熱，加熱時間為1小時35分鐘，溫度達到2200℃，中間過程中電壓不穩(wěn)，要隨時調(diào)節(jié)，保證120kw/h的功率，爐內(nèi)溫度達到2200℃時開始保溫，每5分鐘將功率下調(diào)10kw/h,保溫時間為20分鐘；

④、壓制冷切成型：保溫結(jié)束后開始加壓，通過遠程控制閥給中頻燒結(jié)爐加壓，加壓前10分鐘勻速加壓到10MPa，然后5分鐘保持勻速加壓到15MPa，整個加壓過程約15分鐘，開始保壓5分鐘，最后關(guān)機，整個壓制時間約20分鐘，最后通過循環(huán)水給爐體冷卻成型。

實施例3：

按照重量百分比稱取碳化硼450份、銅粉22份、氧化鋅11份、三氧化二鉻9份、納米二氧化鈦4份、氧化鎂22份、氧化鋯22份、碳化鈹3份、碳化鎢3份、硼化鋯3份、焦寶石2份、黃長石5份、火山巖4份、石墨粉1.3份、淀粉0.6份、氧化鑭30份、礦物纖維2.5份、滌綸纖維4份、碳化鈦纖維1份。

按照如下步驟制備成型：①、原材料混合：按照重量百分比取上述原料，將碳化硼粉末與麥芽糖漿以重量比5:1的比例混合，攪拌均勻，最終的效果是手指輕捏能成小團；

②、材料的壓制預(yù)處理、造粒：將攪拌均勻的碳化硼混合粉末裝入合金模具，用冷壓機壓制成餅狀即可，每次壓制裝入與模具孔等體積的碳化硼粉末，將餅狀碳化硼通過80目的不銹鋼篩篩成顆粒狀；

③、熱處理：使用中頻燒結(jié)爐加熱，開機，將功率調(diào)至120kw/h加熱，加熱時間為1小時35分鐘，溫度達到2200℃，中間過程中電壓不穩(wěn)，要隨時調(diào)節(jié)，保證120kw/h的功率，爐內(nèi)溫度達到2200℃時開始保溫，每5分鐘將功率下調(diào)10kw/h,保溫時間為20分鐘；

④、壓制冷切成型：保溫結(jié)束后開始加壓，通過遠程控制閥給中頻燒結(jié)爐加壓，加壓前10分鐘勻速加壓到10MPa，然后5分鐘保持勻速加壓到15MPa，整個加壓過程約15分鐘，開始保壓5分鐘，最后關(guān)機，整個壓制時間約20分鐘，最后通過循環(huán)水給爐體冷卻成型。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。