CN105274413B - 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105274413B
CN105274413B CN201510702640.1A CN201510702640A CN105274413B CN 105274413 B CN105274413 B CN 105274413B CN 201510702640 A CN201510702640 A CN 201510702640A CN 105274413 B CN105274413 B CN 105274413B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
composites
particle diameter
less
silica flour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510702640.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105274413A (zh
Inventor
李来平
喻吉良
张如
郑欣
夏明星
王峰
裴雅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Original Assignee
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research filed Critical Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority to CN201510702640.1A priority Critical patent/CN105274413B/zh
Publication of CN105274413A publication Critical patent/CN105274413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105274413B publication Critical patent/CN105274413B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 6％～20％，Ti 3％～25％，B 1％～10％，Al 3％～15％，Cr 2％～10％，余量为Nb和不可避免的杂质。另外，本发明还公开了制备该Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料的方法，该方法为：一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中混合均匀，烘干后粉碎得到混合粉料；二、将混合粉料置于热压烧结炉进行热压烧结，得到Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料。本发明Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。

Description

一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料及其制备方法。
背景技术
难熔金属因具有高熔点、高强度、良好的室温塑性、耐蚀性和易于加工成形等优点已在航空、航天、核工业等高温环境中得到了应用，是最重要的超高温结构材料之一。然而，难熔金属材料高温氧化限制了其应用，这是由于难熔金属在超高温恶劣环境服役过程中，最主要损坏形式是氧化，目前还没有找到一种特别有效的解决方法，而且对其氧化机理尚不明确；同时高温抗氧化要求限制了材料组分和微结构的设计自由度。另外，难熔金属在超高温极端环境下的长时间动态热/力耦合载荷条件下，经历了热冲击或长时间热疲劳的综合作用，材料自身已有的强韧化机制在高温服役下可能失去了作用。因此，传统的单相难熔金属材料不能满足超高温恶劣环境使用的要求，成为制约航空航天技术发展的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为430MPa～565MPa，断裂韧性为14MPa·m1/2～22MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.079mg/cm2～0.038mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 6％～20％，Ti3％～25％，B 1％～10％，Al 3％～15％，Cr 2％～10％，余量为Nb和不可避免的杂质。
上述的一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 10％～17％，Ti 8％～22％，B 3％～7％，Al 5％～7％，Cr4％～6％，余量为Nb和不可避免的杂质。
上述的一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 15％，Ti 15％，B 4％，Al 6％，Cr 5％，余量为Nb和不可避免的杂质。
另外，本发明还提供了一种制备上述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度不大于1.5×10- 2Pa，温度为1300℃～1400℃，压力为30MPa～50MPa的条件下热压烧结1h～2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.3～0.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述球磨机的转速为260rpm～450rpm，湿法球磨的球料比为(5～11)：1，球磨时间为30h～60h。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述烘干的温度为80℃～90℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为430MPa～565MPa，断裂韧性为14MPa·m1/2～22MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.079mg/cm2～0.038mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
2、本发明采用机械合金化和热压烧结的工艺过程制备Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，该方法具有能耗低、周期短的优点，本发明将钛粉引入到Nb-Si复合材料体系中，降低了复合材料的密度，提高了复合材料的断裂韧性；将硼粉引入到Nb-Si复合材料体系中，提高了复合材料的强度但没有降低复合材料的断裂韧性；将铝粉和铬粉引入到Nb-Si复合材料体系中提高了复合材料的高温抗氧化能力。
3、采用本发明制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的微观组织中含有细小的铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的室温断裂韧性、室温抗拉强度和高温抗氧化能力达到了良好平衡。
4、本发明制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料具有独特的物理性能，如高熔点、高的弹性模量，并能在高温下保持很高的强度，具有良好的高温抗热震性能，同时在热环境下具有优异的化学稳定性和抗氧化性等特点，克服了难熔金属不足，实现了难熔金属材料轻量化、高温强韧化、高温抗氧化和抗热冲击良好匹配。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 15％，Ti15％，B 4％，Al 6％，Cr 5％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为320rpm，湿法球磨的球料比按质量比计为8：1，球磨时间为45h；所述烘干的温度优选为85℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1350℃，压力为40MPa的条件下热压烧结1.5h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
从图1中可以看出，本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，图1中白色的晶粒为铌固溶体(Nbss)相，黑色的晶粒为Nb5Si3金属间化合物相，平均晶粒约为0.7μm，且呈等轴状，亚微米级的Nb5Si3金属间化合物相均匀分布在连续的铌固溶体相基体中，这种微观组织结构提高了复合材料的强度和韧性，且部分纳米级的Nb5Si3晶粒分布在Nbss晶粒内，形成纳米内晶型结构，该内晶型结构能够通过三种效应提高材料的强韧性：1)内晶型结构导致纳米化效应；2)诱发穿晶断裂；3)纳米粒子使裂纹二次偏折，因此，这种在材料制备过程中形成的纳米内晶型结构和次级界面是复合材料新的结构形式，可大大改善复合材料的强度和断裂韧性，进一步测试本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料中铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相的化学成分组成，结果见表1。
表1 实施例1制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的化学成分组成
从表1中可以看出，合金化元素Ti、Al、Cr和B与Nb形成固溶体，能够提高了复合材料的强度，在高温氧化气氛中，由于合金化元素的作用，在复合材料表面形成一层致密的氧化膜，阻止外面的氧气侵入造成继续氧化，提高了复合材料的高温抗氧化性能。
本发明制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为565MPa，断裂韧性为22MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.038mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
实施例2
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 6％，Ti3％，B 1％，Al 3％，Cr 2％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.3倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为260rpm，湿法球磨的球料比按质量比计为5：1，球磨时间为60h；所述烘干的温度优选为90℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1300℃，压力为30MPa的条件下热压烧结2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为430MPa，断裂韧性为14MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.079mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
实施例3
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 20％，Ti25％，B 10％，Al 15％，Cr 10％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为450rpm，湿法球磨的球料比按质量比计为11：1，球磨时间为30h；所述烘干的温度优选为80℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1400℃，压力为50MPa的条件下热压烧结1h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为492MPa，断裂韧性为17MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.067mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
实施例4
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 10％，Ti8％，B 3％，Al 5％，Cr 4％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.3倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为400rpm，湿法球磨的球料比为9：1，球磨时间为35h；所述烘干的温度优选为90℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1350℃，压力为50MPa的条件下热压烧结1h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为550MPa，断裂韧性为21MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.065mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
实施例5
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 17％，Ti22％，B 7％，Al 7％，Cr 6％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.4倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为420rpm，湿法球磨的球料比按质量比计为7：1，球磨时间为50h；所述烘干的温度优选为90℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1400℃，压力为45MPa的条件下热压烧结2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为495MPa，断裂韧性为21MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.057mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
实施例6
本实施例Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料由以下原子百分比的原料制成：Si 13％，Ti14％，B 6％，Al 9％，Cr 6％，余量为Nb和不可避免的杂质。
本实施例制备所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；优选地，所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％，所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm；所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g；所述球磨机为行星式球磨机，优选地，所述球磨机的转速为390rpm，湿法球磨的球料比按质量比计为8：1，球磨时间为60h；所述烘干的温度优选为80℃；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度为1.5×10-2Pa，温度为1320℃，压力为48MPa的条件下热压烧结2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
本实施例制备的Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的显微组织中含有铌固溶体(Nbss)相和Nb5Si3金属间化合物相，该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料在室温条件下的抗拉强度为556MPa，断裂韧性为20MPa·m1/2，在1200℃空气环境中氧化100h后材料损失只有0.046mg/cm2，具有高强度、高韧性和高温抗氧化的特点，能够应用于1200℃的空气环境中。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si6％～20％，Ti 3％～25％，B 1％～10％，Al 3％～15％，Cr 2％～10％，余量为Nb和不可避免的杂质；
制备该Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法为：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度不大于1.5×10-2Pa，温度为1300℃～1400℃，压力为30MPa～50MPa的条件下热压烧结1h～2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
2.按照权利要求1所述的一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 10％～17％，Ti 8％～22％，B 3％～7％，Al 5％～7％，Cr 4％～6％，余量为Nb和不可避免的杂质。
3.按照权利要求2所述的一种Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：Si 15％，Ti 15％，B 4％，Al 6％，Cr 5％，余量为Nb和不可避免的杂质。
4.一种制备如权利要求1～3中任一权利要求所述Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉置于球磨机中，采用湿法球磨的方式混合均匀，然后在真空条件下烘干，烘干后粉碎得到混合粉料；
步骤二、将步骤一中所述混合粉料置于热压烧结炉中，在真空度不大于1.5×10-2Pa，温度为1300℃～1400℃，压力为30MPa～50MPa的条件下热压烧结1h～2h，随炉冷却后得到Nb-Si-Ti-B-Al-Cr复合材料。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅粉的质量纯度不小于99.99％，所述钛粉的质量纯度不小于99.99％，所述硼粉的质量纯度不小于99.9％，所述铝粉的质量纯度不小于99％，所述铬粉的质量纯度不小于99.9％，所述铌粉的质量纯度不小于99.9％。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅粉的粒径不大于3μm，所述钛粉的粒径不大于2μm，所述硼粉的粒径不大于3μm，所述铝粉的粒径不大于5μm，所述铬粉的粒径不大于2μm，所述铌粉的粒径不大于8μm。
7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述湿法球磨采用的分散剂为无水乙醇，所述无水乙醇的体积为硅粉、钛粉、硼粉、铝粉、铬粉和铌粉质量之和的0.3～0.5倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g。
8.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述球磨机的转速为260rpm～450rpm，湿法球磨的球料比为(5～11)：1，球磨时间为30h～60h。
9.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述烘干的温度为80℃～90℃。
CN201510702640.1A 2015-10-26 2015-10-26 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN105274413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510702640.1A CN105274413B (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510702640.1A CN105274413B (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105274413A CN105274413A (zh) 2016-01-27
CN105274413B true CN105274413B (zh) 2017-12-05

Family

ID=55144232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510702640.1A Expired - Fee Related CN105274413B (zh) 2015-10-26 2015-10-26 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105274413B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105714169B (zh) * 2016-04-27 2017-10-10 西北有色金属研究院 一种Mo‑Si‑B‑Hf‑Al合金棒材及其制备方法
CN105908042B (zh) * 2016-04-27 2017-12-05 西北有色金属研究院 Nb‑Ti‑Zr‑Nb5Si3复合材料及其制备方法
CN106048354B (zh) * 2016-06-24 2018-02-06 西北有色金属研究院 Nb‑Ti‑ZrB2‑TiC复合材料及其制备方法
CN106119650B (zh) * 2016-06-24 2017-09-29 西北有色金属研究院 Ta‑TaC‑ZrB2‑AlN复合材料及其制备方法
CN106119651B (zh) * 2016-07-26 2017-08-25 西北有色金属研究院 一种Nb‑Hf‑Zr‑TiO2合金棒材及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215296B1 (en) * 2000-12-13 2004-12-29 General Electric Company Niobium-silicide based composites resistant to high temperature oxidation
CN101786165A (zh) * 2009-12-31 2010-07-28 华中科技大学 一种微波诱导自蔓延高温合成Nb/Nb5Si3复合材料的方法
EP2343150A2 (en) * 2001-05-23 2011-07-13 Rolls-Royce Corporation High temperature melting braze materials for bonding niobium based alloys
CN102492885A (zh) * 2011-12-03 2012-06-13 西北有色金属研究院 一种铌-钨酸锆复合材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215296B1 (en) * 2000-12-13 2004-12-29 General Electric Company Niobium-silicide based composites resistant to high temperature oxidation
EP2343150A2 (en) * 2001-05-23 2011-07-13 Rolls-Royce Corporation High temperature melting braze materials for bonding niobium based alloys
CN101786165A (zh) * 2009-12-31 2010-07-28 华中科技大学 一种微波诱导自蔓延高温合成Nb/Nb5Si3复合材料的方法
CN102492885A (zh) * 2011-12-03 2012-06-13 西北有色金属研究院 一种铌-钨酸锆复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《细晶Nb-16Si难熔合金的制备及其烧结-锻造短流程成形》;王晓丽等;《金属学报》;20090930;第45卷(第9期);第1031页第1部分第1-2段，正文第2段 *
合金化对Nb-Si合金组织及力学性能的影响;刘仁慈;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ι辑》;20111215(第82期);参见第2.1小节表2-1实施例V *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105274413A (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105274413B (zh) 一种Nb‑Si‑Ti‑B‑Al‑Cr复合材料及其制备方法
CN106676335B (zh) 一种石墨烯铝碳化硅复合材料及其制备方法和其应用
CN106048354B (zh) Nb‑Ti‑ZrB2‑TiC复合材料及其制备方法
CN106800420B (zh) 一种碳化硅晶须原位复合刚玉高温陶瓷材料及其制备方法
CN109439995B (zh) 高熵非晶合金涂层及其制备方法
CN107586987B (zh) 碳化钛-二硼化钛双相增强铜基复合材料及其制备方法
CN104402480A (zh) 一种氮化铝陶瓷复合材料及其制备方法
CN109439940A (zh) 一种大气气氛下热压烧结制备颗粒增强铝基复合材料的方法
CN110330318A (zh) 一种微纳复合陶瓷刀具材料及其制备方法
CN106735249B (zh) 一种铌基复合材料及制备方法
CN106498313A (zh) 高强高延性CNTs‑SiCp增强铝基复合材料及其制备方法
CN106216687A (zh) 一种梯度碳化钨基微纳复合刀具材料及其制备方法
CN106555093A (zh) 一种碳纳米管增强铝碳化硅复合材料及其制备方法
WO2023029080A1 (zh) 氮化硼纳米管/纳米片-碳化硼陶瓷复合材料及其制备方法
CN106673708A (zh) 一种碳/碳复合材料表面制备碳化硅纳米线多孔层的方法
CN105506331B (zh) 一种Mo‑Si‑B‑Ti‑Zr‑Al‑Nb复合材料及其制备方法
CN106116586A (zh) 一种钼合金MoSi2‑ZrO2‑Y2O3涂层及其制备方法和应用
CN106116617B (zh) 一种超细氮化硼多孔纤维增韧wc复合材料及其制备方法
CN110453133A (zh) 一种四元MAX相增强NiAl基高温润滑复合材料及其制备方法
Song et al. Elevated temperature strength and thermal shock behavior of hot-pressed carbon fiber reinforced TiC composites
CN103159482B (zh) 一种Mo(Sil-x,Alx)2/MoSi2复相硅化钼材料发热体的制备方法
CN106119650B (zh) Ta‑TaC‑ZrB2‑AlN复合材料及其制备方法
Cheng et al. Long‐term oxidation and ablation behavior of Cf/ZrB2–SiC composites at 1500, 2000, and 2200° C
CN108642429A (zh) 一种辅助汽车铸铝缸体梯度热障涂层及其制备方法
CN110834098B (zh) 一种梯度纳米复合金属陶瓷刀具材料及其烧结工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171205

Termination date: 20211026