钛基金属碳化物及其制备方法

本发明涉钛基金属碳化物及其制备方法，属于陶瓷领域。本发明提供一种钛基金属碳化物，其特征在于，其相结构为单一立方相，纯度≥99％。本发明所得钛基金属碳化物纯度高，相成分单一，可作为新型碳化钛基金属陶瓷的基体原料、其它金属陶瓷材料的辅助原料或在其他材料中作为添加硬质相。

1.钛基金属碳化物，其特征在于，其相结构为单一立方相，纯度≥99％；其以(Ti_1-xM_x)C
表示，其中，M为Mo，W，Zr，Cr，Ta，V或Sc中的至少一种，0.1＜x＜0.5；
并且，所述钛基金属碳化物的制备方法包括如下步骤：
a混料：将钛粉、金属粉M和石墨粉按摩尔比：Ti︰M︰C＝0.01～0.99︰0.01～0.99︰0.5～
1.10的比例混匀得混合料；其中，M为Mo，W，Zr，Cr，Ta，V或Sc中的至少一种；
b压制成型：在20～50MPa的压力下，将混合料压制成混料坯；
c真空熔炼：将步骤b所得混料坯于真空环境下熔炼得钛基金属碳化物。
2.权利要求1所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a混料：将钛粉、金属粉M和石墨粉按摩尔比：Ti︰M︰C＝0.01～0.99︰0.01～0.99︰0.5～
1.10的比例混匀得混合料；其中，M为Mo，W，Zr，Cr，Ta，V或Sc中的至少一种；
b压制成型：在20～50MPa的压力下，将混合料压制成混料坯；
c真空熔炼：将步骤b所得混料坯于真空环境下熔炼得钛基金属碳化物。
3.根据权利要求2所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，步骤a采用球磨混
料方式将钛粉、金属粉M和石墨粉混匀。
4.根据权利要求3所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，步骤a采用行星式
球磨机，球料比为9.8～10.2︰1，时间为2～6h。
5.根据权利要求2所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，步骤a中，钛粉、金
属粉M和石墨粉的纯度均≥99.5％，钛粉粒度≤0.03mm，金属粉M粒度≤0.05mm，石墨粉粒度
≤0.030mm。
6.根据权利要求3或4所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，步骤a中，钛粉、
金属粉M和石墨粉的纯度均≥99.5％，钛粉粒度≤0.03mm，金属粉M粒度≤0.05mm，石墨粉粒
度≤0.030mm。
7.根据权利要求2所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述真空熔炼的方
法为：将步骤b所得混料坯于非自耗真空熔炼设备内用电弧加热熔炼得钛基金属碳化物。
8.根据权利要求3～5任一项所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述真
空熔炼的方法为：将步骤b所得混料坯于非自耗真空熔炼设备内用电弧加热熔炼得钛基金
属碳化物。
9.根据权利要求6所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述真空熔炼的方
法为：将步骤b所得混料坯于非自耗真空熔炼设备内用电弧加热熔炼得钛基金属碳化物。
10.根据权利要求7所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述步骤c真空熔
炼的方法为：将非自耗真空熔炼设备抽真空至5×10^-3Pa，充入纯度高于99.9％氩气洗真空
室，至少反复洗三次；再次抽真空至5×10^-3Pa，向真空室通入氩气至压力达0.1Pa；引燃电弧
熔炼合金，每个试样经过反复翻转熔炼3～5次；熔炼后冷却到室温取出。
11.根据权利要求8所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述步骤c真空熔
炼的方法为：将非自耗真空熔炼设备抽真空至5×10^-3Pa，充入纯度高于99.9％氩气洗真空
室，至少反复洗三次；再次抽真空至5×10^-3Pa，向真空室通入氩气至压力达0.1Pa；引燃电弧
熔炼合金，每个试样经过反复翻转熔炼3～5次；熔炼后冷却到室温取出。
12.根据权利要求9所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述步骤c真空熔
炼的方法为：将非自耗真空熔炼设备抽真空至5×10^-3Pa，充入纯度高于99.9％氩气洗真空
室，至少反复洗三次；再次抽真空至5×10^-3Pa，向真空室通入氩气至压力达0.1Pa；引燃电弧
熔炼合金，每个试样经过反复翻转熔炼3～5次；熔炼后冷却到室温取出。
13.根据权利要求10～12任一项所述的钛基金属碳化物的制备方法，其特征在于，所述
步骤c真空熔炼的方法为：用氩气洗真空室后，先启动机械泵抽真空至1×10^-1Pa，再打开扩
散泵抽真空至5×10^-3Pa，然后向真空室通入氩气至压力达0.1Pa。