公开(公告)号：CN110608611A

公开(公告)日：2019-12-24

申请号：CN201911052713.1

申请日：2019-10-31

Applicant: 中南大学 ,  中南大学深圳研究院

Inventor： 李瑞迪 ,  陈雨 ,  袁铁锤 ,  牛朋达 ,  周志辉 ,  张梅

IPC: F27B17/00 ,  F27D19/00 ,  C04B35/563 ,  C04B35/64

Abstract: 本发明公开了一种具有梯度晶粒的碳化硼轴承的制备方法，包括制备烧结模具，所述模具包括模冲和模套，所述模冲从心部至外层分为三层，分别为第一模冲、第二模冲、第三模冲，各模冲之间呈套筒结构；将碳化硼粉末置于所述模具中；沿着模冲的轴向方向分别对所述第一模冲、第二模冲、第三模冲施加不同的压力，烧结。本发明烧结模具结构简单，操作方便，制备出来的碳化硼轴承沿径向的晶粒度呈梯度分布，不仅可以减小轴承内部应力集中现象，而且当梯度层材料分布合理时，能够有效的降低“边缘效应”，提高轴承的承载能力以及使用寿命。

公开(公告)号：CN110608611B

公开(公告)日：2021-04-06

申请号：CN201911052713.1

申请日：2019-10-31

Applicant: 中南大学 ,  中南大学深圳研究院

Inventor： 李瑞迪 ,  陈雨 ,  袁铁锤 ,  牛朋达 ,  周志辉 ,  张梅

IPC: F27B17/00 ,  F27D19/00 ,  C04B35/563 ,  C04B35/64

Abstract: 本发明公开了一种具有梯度晶粒的碳化硼轴承的制备方法，包括制备烧结模具，所述模具包括模冲和模套，所述模冲从心部至外层分为三层，分别为第一模冲、第二模冲、第三模冲，各模冲之间呈套筒结构；将碳化硼粉末置于所述模具中；沿着模冲的轴向方向分别对所述第一模冲、第二模冲、第三模冲施加不同的压力，烧结。本发明烧结模具结构简单，操作方便，制备出来的碳化硼轴承沿径向的晶粒度呈梯度分布，不仅可以减小轴承内部应力集中现象，而且当梯度层材料分布合理时，能够有效的降低“边缘效应”，提高轴承的承载能力以及使用寿命。

公开(公告)号：CN110204337B

公开(公告)日：2021-04-30

申请号：CN201910482069.5

申请日：2019-06-04

Applicant: 中南大学

Inventor： 李瑞迪 ,  熊熠 ,  袁铁锤 ,  周志辉 ,  张梅 ,  牛朋达 ,  谢思遥

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/622 ,  C04B35/626 ,  C04B35/645 ,  F16C32/06 ,  B28D1/00

Abstract: 本发明公开了一种航天陀螺仪轴承用碳化硼陶瓷材料的制备方法及其碳化硼陶瓷材料，包括，制备碳化硼粗粉：将B2O3粉末原料中加入Al、Mg、Ti金属混合物，碳源为炭黑，混合后在惰性气氛中点火燃烧；将碳化硼粗粉进行高能球磨、酸洗、沉降分级，得到平均粒径为560～600nm的碳化硼细粉，进行热压烧结，得到毛坯碳化硼；将所述毛坯碳化硼进行精密加工。本发明通过热压烧结制备的碳化硼轴承，碳化硼轴承晶粒≦1.5μm，抗弯强度达到466.7MPa，致密度达到99.9％，具有极高的硬度、良好的耐腐蚀性能及优良的耐磨性能；热压碳化硼轴承坯体不产生裂纹，碳化硼的表面粗糙度达Ra0.1μm，碳化硼轴承用于航天陀螺仪气浮轴承。

公开(公告)号：CN111057927B

公开(公告)日：2021-03-30

申请号：CN201911269603.0

申请日：2019-12-11

Applicant: 中南大学

Inventor： 李瑞迪 ,  袁铁锤 ,  张梅 ,  周志辉

IPC: C22C29/02 ,  C22C1/05

Abstract: 本发明涉及一种超细晶超低温高强韧性碳化硼材料及制备方法和应用。本发明所设计的超细晶超低温高强韧性碳化硼材料的成分为B4C‑(0.5‑3％)FeMnCr‑(0.5‑5％)CoCrNi‑(0.2‑3％)Sc2O3‑(0.2‑2％)Er2O3；其制备方法为：首先通过对B4C粉末与氧化钪和氧化铒球磨和沉降分级获得粒径1μm以下的超细B4C复合粉末；然后利用共沉淀法将制备B4C与稀土氧化物Sc2O3/Er2O3均匀弥散复合粉末；而后通过机械球磨法得到复合粉末；最后采用热压/放电等离子烧结烧结制备。本发明的优点是制备的细晶碳化硼材料能承受极高和极低的温度，在太空极低温环境和极低温环境都具有高的硬度、低的摩擦系数、高耐磨性，高组织热稳定性，能够作用月球探测器陀螺仪轴承材料使用。

公开(公告)号：CN110028321A

公开(公告)日：2019-07-19

申请号：CN201910471763.7

申请日：2019-05-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 袁铁锤 ,  张英杰 ,  李瑞迪 ,  周志辉 ,  张梅

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/622 ,  C04B35/626 ,  C04B35/64

Abstract: 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℃，最后达到2000～2100℃，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1.2688×10-5，相对密度达到99.40％。

公开(公告)号：CN110028321B

公开(公告)日：2022-08-05

申请号：CN201910471763.7

申请日：2019-05-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 袁铁锤 ,  张英杰 ,  李瑞迪 ,  周志辉 ,  张梅

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/622 ,  C04B35/626 ,  C04B35/64

Abstract: 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℃，最后达到2000～2100℃，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1.2688×10‑5，相对密度达到99.40％。

公开(公告)号：CN110183231B

公开(公告)日：2022-05-20

申请号：CN201910471759.0

申请日：2019-05-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 袁铁锤 ,  张梅 ,  李瑞迪 ,  周志辉 ,  张英杰

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/645 ,  C04B35/622

Abstract: 本发明公开了一种高强高韧碳化硼基陶瓷材料的制备方法及其陶瓷材料，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；气雾化法制备的双相合金预合金粉末，熔炼后采用气雾化制粉，过筛，得到双相合金金属粉；称取碳化硼粉、双相合金粉、钇粉按照体积分数94.95～98.95vol.％：1～5vol.％：0.05vol.％混合、球磨、烘干；在真空或惰性气体保护下通过热压烧结或放电等离子烧结等烧结方法进行烧结，冷却后研磨，得到所述高强高韧碳化硼基陶瓷材料；本发明陶瓷材料密度为2.57‑2.73g/m3，抗弯强度大于450MPa，显微维氏硬度大于30Gpa，断裂韧性大于4.5Mpa·m1/2。

公开(公告)号：CN111233495B

公开(公告)日：2021-05-11

申请号：CN202010170918.6

申请日：2020-03-12

Applicant: 中南大学

Inventor： 李瑞迪 ,  陈雨 ,  袁铁锤 ,  周志辉 ,  张梅 ,  樊毅 ,  张金生

IPC: C04B35/645 ,  C04B35/563

Abstract: 本发明公开了一种制备细晶碳化硼的烧结方法，包括以下步骤：烧结管的改进：烧结管包括有加热体、加热套筒、隔离层，炭黑层和炭黑层固定筒，加热套筒的筒壁上均匀开设有多个插孔，加热体插入至插孔中，加热套筒外部包覆一层隔离层，炭黑固定筒底部通过焊接或卡接的方式固定于加热套筒的外侧，炭黑固定筒与隔离层之间，填充炭黑并压实，形成炭黑层；在加热体外层上涂覆一层炭黑层，插入至插孔中，即得改进的烧结管；将烧结管安装于烧结炉中；烧结后即得细晶碳化硼。采用本发明改进的烧结管进行烧结，可以缩短了热压烧结的周期，大大减少了碳化硼晶粒在保温阶段的长大，从而有利于细晶碳化硼材料的制备。

公开(公告)号：CN111825458A

公开(公告)日：2020-10-27

申请号：CN202010758153.8

申请日：2020-07-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 李瑞迪 ,  袁铁锤 ,  邹亮 ,  周志辉 ,  张梅 ,  闫亚超

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/622 ,  C04B35/65

Abstract: 本发明公开了一种高致密碳化硼陶瓷材料及其无压烧结的制备方法，其原料按照质量百分比，由以下组份组成：二硅化铬2～8％，碳化硅4～10％，铝0～2％，聚酰亚胺粉3～8％，炭黑0.5～2.5％，余量为碳化硼。本发明为了提高碳化硼陶瓷的致密度，常添加与碳化硼有较好润湿性的金属单质或其化合物。本发明采用加入二硅化铬和碳化硅作烧结助剂提高其力学性能。二硅化铬可以与碳化硼形成共晶液相实现液相烧结，可显著提升碳化硼致密度。碳化硅还可钉扎在碳化硼晶界处阻碍晶粒长大，提升其力学性能。两种烧结助剂作为第二相粒子与碳化硼基体混合良好，润湿性较好，可以提高陶瓷材料结合面的强度。

公开(公告)号：CN111606712A

公开(公告)日：2020-09-01

申请号：CN202010535910.5

申请日：2020-06-12

Applicant: 中南大学

Inventor： 李瑞迪 ,  袁铁锤 ,  陈雨 ,  周志辉 ,  张梅

IPC: C04B35/563 ,  C04B35/622 ,  C04B35/645

Abstract: 本发明公开了一种低温脉冲加压制备碳化硼陶瓷的方法，包括以下步骤：1)将原料B4C粉末，经过干燥处理后，放入球磨机中，进行球磨，球磨完毕后，干燥过筛，得到微细粒的B4C粉末；2)将步骤1)中的B4C粉末装入加压烧结炉的加压装置的模具中，接着抽真空或通入惰性气体，然后开始加热升温，升温至100℃后，进行脉冲加压，直到温度到达1300～1500℃后，停止脉冲加压，再然后升温至烧结温度，在恒定的压力下进行烧结，烧结完毕并冷却后，得到致密度高的细晶碳化硼陶瓷材料。采用本发明的脉冲加压的方式，在不加入助剂的情况下可以减少了烧结时间，降低了烧结温度，实现碳化硼粉末的完全致密化(致密度达到98％以上)，同时保持了细晶材料的特性。