[00317643]高性能硼化物陶瓷复合陶瓷的制备及应用

成果介绍：

硼化物陶瓷以其高硬度、高熔点、优异的抗氧化型和耐酸碱腐蚀性，以及好的高温稳定性，在很多工业领域有着十分重要且不可替代的作用，而其中二硼化钛陶瓷基复合材料是应用最广泛的硼化物陶瓷。如二硼化钛陶瓷（TiB2）是真空镀膜导电蒸发舟的主要原料之一；由于TiB2与金属铝液良好的润湿性，用TiB2 作为铝电解槽阴极涂层材料，可以使铝电解槽的耗电量降低，电解槽寿命延长。TiB2制作成PTC发热陶瓷材料和柔性PTC材料，具有安全、省电、可靠、易加工成型等特点，是各类电热材料的一种更新换代的高科技产品。TiB2还被广泛的应用与制备陶瓷切削刀具及模具，可制造精加工刀具、拉丝模、挤压模、喷砂嘴、密封元件等。而TiB2与TiC，TiN，SiC等材料组成复合材料，被用来制作各种耐高温部件及功能部件，如高温坩埚、引擎部件等，同时也是制作装甲防护材料的最好材料之一。

我们课题组发展了制备硼化物复合陶瓷的新工艺和新配方。制备了系列二硼化钛-碳化钛（TiB2-TiC）复合材料，该材料的性能如下（宏观硬度HV10=18GPa-20GPa,断裂韧性KIC=5.2-6.8MPaM^1/2）。在同类产品中，是国际上报道的性能最优异的。

我们自主研发的硼化钛-硼化钨铝（TiB2-WAlB2）复合陶瓷，目前国际上尚未报道，该材料的性能如下（铝含量在20%-50%可控，宏观硬度HV10=22GPa以上，断裂韧性KIC=6.5-7.5MPaM^1/2），该材料是目前为止，综合性能最优异的陶瓷材料。作为一种高韧性的超硬材料是最佳装甲材料的选择

应用领域：

陶瓷装甲，防护材料，耐磨涂层，切削工具，高温材料。

技术成熟度：

完全成熟，可大规模生产。

市场前景及经济效益分析：

目前装甲材料主要是陶瓷防护材料，我国的坦克、装甲车、两栖战车等装备正处在更新换代的阶段，而且，国家目前大力支持国防工业及产品的自主化生产，因此，该材料的市场应用前景广阔，且该材料以其优异的性能还可应用到蒸发舟、电解槽等高温材料领域以及切削工具等。