CN112281041A - 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112281041A
CN112281041A CN202011106074.5A CN202011106074A CN112281041A CN 112281041 A CN112281041 A CN 112281041A CN 202011106074 A CN202011106074 A CN 202011106074A CN 112281041 A CN112281041 A CN 112281041A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
composite material
molybdenum
luo
based composite
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.)
Pending
Application number
CN202011106074.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郭在在
曲俊峰
赵斌
杨双燕
燕东明
张武
乔光利
周雅伟
梁西瑶
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.)
Inner Mongolia Metal Material Research Institute
Original Assignee
Inner Mongolia Metal Material Research Institute
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 Inner Mongolia Metal Material Research Institute filed Critical Inner Mongolia Metal Material Research Institute
Priority to CN202011106074.5A priority Critical patent/CN112281041A/zh
Publication of CN112281041A publication Critical patent/CN112281041A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045—Alloys based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058—Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0005—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with at least one oxide and at least one of carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，包括以下重量分数的组分：LuO2 1.2～2％、TiH2 0.01～0.05％、ZrH2 0.01～0.05％、C 0.02～0.08％，余量为Mo。本发明钼基复合材料采用的氧化镥陶瓷相与原位反应TiC、ZrC陶瓷相具有弥散强化和固溶强化作用，氧化镥陶瓷相在晶界富集，能够抑制晶粒生长，同时提高基体致密度，材料抗高温蠕变能力得到显著提高。

Description

一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属复合材料领域，尤其涉及一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法。
背景技术
钼是具有重要战略意义的稀有金属，与其他难熔金属(如Ta、Nb等)相比，钼不但具有优良的导热、导电以及耐腐蚀性能，而且具有低的热膨胀系数、较高的硬度，此外还有好的高温强度，因而广泛应用于冶金、机械、石油、化工、国防、航空航天等诸多领域。通常情况下，纯钼的使用都被限制在它的再结晶温度(1000℃左右)以内，因为一旦钼发生再结晶，生成的粗大再结晶组织使脆性显著增加，并且有害的杂质元素就容易富集在等轴的晶界上，从而使得钼不但丧失其优良的高温性能，而且大大的降低了其在常温的性能。因此，如何降低钼的塑脆转变温度和提高钼的使用温度和高温性能是扩大金属钼使用范围的关键问题。
发明内容
针对现有纯钼金属温度适应性差的问题，本发明提供一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，包括以下重量分数的组分：LuO21.2～2％、TiH20.01～0.05％、ZrH20.01～0.05％、C0.02～0.08％，余量为Mo。其中，LuO2的粒度为0.5～1.5μm，TiH2的粒度为1～5μm，ZrH2的粒度为1～5μm，C粉粒度为0.5～0.8μm，Mo的粒度为2.5～3.5μm。
本发明氧化镥颗粒增强钼基复合材料的制备方法如下：
1)按比例将LuO2粉末、TiH2粉末、ZrH2粉末和碳粉分别干燥后与纯钼混合，真空球磨后得混合粉末；
2)将步骤1)所得混合粉末置入模具中冷等静压制成生坯；
3)将步骤2)制得的生坯置入烘干机中烘干；
4)将步骤3)烘干后的生坯置入氢气炉中，升温至1200～1300℃烧结30～90min，继续升温至1900～2050℃，烧结200～300min，即得。
其中，步骤1)中，球磨转速为60～120rpm，时间为10～15h；步骤2)中，冷等静压压力为160～200MPa，时间为120～300s；步骤3)中，烘干温度为60～100℃，烘干时间为45～60min。
本发明的有益效果是：本发明钼基复合材料采用的氧化镥陶瓷相与原位反应TiC、ZrC陶瓷相具有弥散强化和固溶强化作用，氧化镥陶瓷相在晶界富集，能够抑制晶粒生长，同时提高基体致密度，材料抗高温蠕变能力得到显著提高；本发明钼基复合材料室温下的抗弯强度为1000～1500MPa，在800℃的抗弯强度为300～450MPa，在1200℃的抗弯强度为150～240MPa，远高于纯钼、TZM合金在相同温度下的强度，最高致密度大于99％。
附图说明
图1为实施例1制备的钼基复合材料粉体扫描电镜照片；
图2为实施例1制备的钼基复合材料的扫描电镜照片；
图3为实施例2制备的钼基复合材料的扫描电镜照片；
图4为实施例3制备的钼基复合材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，按重量分数计，包括LuO21.2％、TiH20.04％、ZrH20.01％、C 0.02％，余量为Mo，其中，LuO2的粒度为0.5μm，TiH2的粒度为1μm，ZrH2的粒度为1.5μm，C粉粒度为0.5μm，Mo的粒度为3.5μm。
其制备方法为：
a)将上述配比的粉体放入真空干燥箱中在60℃温度条件下干燥3h，然后将粉体与纯钼球(球料比1:1)放入真空球磨罐在罐磨机中混合，转速为60rpm，将粉体混合15h后得到成分均匀的混合粉末，图1为该粉体的扫描电镜照片；
b)将混合粉末置于模具中，在冷等静压机中将混合粉末压制成生坯，设备设置压力为200MPa，保压时间为200s；
c)把压制好的生坯放入烘干机中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为60min；
d))将烘干的生坯装入氢气炉中进行烧结，在氢气气氛条件下快速升温到1250℃，保温60min，继续将温度升高至1900℃，保温270min。
本实施例所得钼基复合材料为直径36mm、高度500mm的棒材，图2为该复合材料的扫描电镜照片，图中不存在明显的元素偏析，组织均匀且颗粒细小。由于氧化镥相的弥散强化作用，该复合材料的室温抗弯强度可高达1307MPa，远高于纯钼材料。
实施例2
一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，按重量分数计，包括LuO21.5％、TiH20.05％、ZrH20.02％、C 0.03％，余量为Mo，其中，LuO2的粒度为1.2μm，TiH2的粒度为3μm，ZrH2的粒度为1μm，C粉粒度为0.5μm，Mo的粒度为2.5μm。
其制备方法为：
a)将上述配比的粉体放入真空干燥箱中在60℃温度条件下干燥3h，然后将粉体与纯钼球(球料比1:1)放入真空球磨罐在罐磨机中混合，转速为100rpm，将粉体混合12h后得到成分均匀的混合粉末；
b)将混合粉末置于模具中，在冷等静压机中将混合粉末压制成生坯，设备设置压力为200MPa，保压时间为120s；
c)把压制好的生坯放入烘干机中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为60min；
d)将烘干的生坯装入氢气炉中进行烧结，在氢气气氛条件下快速升温到1300℃，保温90min，继续将温度升高至1920℃，保温300min。
本实施例所得钼基复合材料为直径48mm、高度500mm的棒材，图3为该复合材料的扫描电镜照片，图中不存在明显的元素偏析，组织均匀且颗粒细小。由于氧化镥相的弥散强化作用，该复合材料的室温抗弯强度可高达1215MPa，远高于纯钼材料。
实施例3
一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，按重量分数计，包括LuO22％、TiH20.01％、ZrH20.05％、C 0.08％，余量为Mo，其中，LuO2的粒度为1μm，TiH2的粒度为5μm，ZrH2的粒度为5μm，C粉粒度为0.8μm，Mo的粒度为3μm。其制备方法为：
a)将上述配比的粉体放入真空干燥箱中在60℃温度条件下干燥3h，然后将粉体与纯钼球(球料比1:1)放入真空球磨罐在罐磨机中混合，转速为80rpm，将粉体混合15h后得到成分均匀的混合粉末；
b)将混合粉末置于模具中，在冷等静压机中将混合粉末压制成生坯，设备设置压力为200MPa，保压时间为120s；
c)把压制好的生坯放入烘干机中烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为45min；
d)将烘干的生坯装入氢气炉中进行烧结，在氢气气氛条件下快速升温到1200℃，保温90min，继续将温度升高至2050℃，保温300min。
本实施例所得钼基复合材料为直径65mm、高度500mm的棒材，图4为该复合材料的扫描电镜照片，图中不存在明显的元素偏析，组织均匀且颗粒细小。由于氧化镥相的弥散强化作用，该复合材料的室温抗弯强度可高达1115MPa，远高于纯钼材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，其特征在于，包括以下重量分数的组分：LuO21.2～2％、TiH20.01～0.05％、ZrH20.01～0.05％、C 0.02～0.08％，余量为Mo。
2.根据权利要求1所述的氧化镥颗粒增强钼基复合材料，其特征在于，LuO2的粒度为0.5～1.5μm，TiH2的粒度为1～5μm，ZrH2的粒度为1～5μm，C粉粒度为0.5～0.8μm，Mo的粒度为2.5～3.5μm。
3.一种如权利要求1或2所述的氧化镥颗粒增强钼基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按比例将LuO2粉末、TiH2粉末、ZrH2粉末和碳粉分别干燥后与纯钼混合，真空球磨后得混合粉末；
2)将步骤1)所得混合粉末置入模具中冷等静压制成生坯；
3)将步骤2)制得的生坯置入烘干机中烘干；
4)将步骤3)烘干后的生坯置入氢气炉中，升温至1200～1300℃烧结30～90min，继续升温至1900～2050℃，烧结200～300min，即得。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中，球磨转速为60～120rpm，时间为10～15h。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中，冷等静压压力为160～200MPa，时间为120～300s。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中，烘干温度为60～100℃，烘干时间为45～60min。
CN202011106074.5A 2020-10-16 2020-10-16 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法 Pending CN112281041A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011106074.5A CN112281041A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011106074.5A CN112281041A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112281041A true CN112281041A (zh) 2021-01-29

Family

ID=74496318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011106074.5A Pending CN112281041A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112281041A (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499146A (ja) * 1990-08-02 1992-03-31 Toshiba Corp 粉末焼結材料およびその製造方法
CN1239151A (zh) * 1999-07-12 1999-12-22 北京工业大学 复合稀土钼材料及其制备方法
CN101392347A (zh) * 2008-11-03 2009-03-25 河南科技大学 原位自生Al2O3增强钼基复合材料及其制备方法
CN101872668A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 北京中科三环高技术股份有限公司 具有优良磁化特性的烧结钕铁硼稀土永磁体及其制造方法
CN102373358A (zh) * 2010-08-12 2012-03-14 李玉花 一种TiC弥散强化钼合金的制备方法
CN102515717A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 北京理工大学 一种陶瓷复合材料及其制备方法
CN102534333A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 西安建筑科技大学 一种制备细晶高致密度tzm合金的方法
CN106116535A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 赣州艺佳兴陶瓷有限公司 一种多功能陶瓷材料及其制备工艺
CN108118178A (zh) * 2017-12-21 2018-06-05 湖北工业大学 一种原位合成硼化钛-碳化钛复相陶瓷增强铜基复合材料及其制备方法和应用
CN108728695A (zh) * 2018-06-27 2018-11-02 南通理工学院 一种多相纳米陶瓷颗粒混杂增强镍基合金及其激光成形方法
CN108866416A (zh) * 2018-06-11 2018-11-23 西安建筑科技大学 一种高强韧抗氧钼合金及制备方法
CN110508807A (zh) * 2018-08-23 2019-11-29 东北大学 一种优化粒径陶瓷增强金属基复合材料的使用方法
CN111519061A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 内蒙金属材料研究所 一种稀土掺杂的Cu-Cr-Zr合金材料及其制备方法和应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499146A (ja) * 1990-08-02 1992-03-31 Toshiba Corp 粉末焼結材料およびその製造方法
CN1239151A (zh) * 1999-07-12 1999-12-22 北京工业大学 复合稀土钼材料及其制备方法
CN101392347A (zh) * 2008-11-03 2009-03-25 河南科技大学 原位自生Al2O3增强钼基复合材料及其制备方法
CN101872668A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 北京中科三环高技术股份有限公司 具有优良磁化特性的烧结钕铁硼稀土永磁体及其制造方法
CN102373358A (zh) * 2010-08-12 2012-03-14 李玉花 一种TiC弥散强化钼合金的制备方法
CN102515717A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 北京理工大学 一种陶瓷复合材料及其制备方法
CN102534333A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 西安建筑科技大学 一种制备细晶高致密度tzm合金的方法
CN106116535A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 赣州艺佳兴陶瓷有限公司 一种多功能陶瓷材料及其制备工艺
CN108118178A (zh) * 2017-12-21 2018-06-05 湖北工业大学 一种原位合成硼化钛-碳化钛复相陶瓷增强铜基复合材料及其制备方法和应用
CN108866416A (zh) * 2018-06-11 2018-11-23 西安建筑科技大学 一种高强韧抗氧钼合金及制备方法
CN108728695A (zh) * 2018-06-27 2018-11-02 南通理工学院 一种多相纳米陶瓷颗粒混杂增强镍基合金及其激光成形方法
CN110508807A (zh) * 2018-08-23 2019-11-29 东北大学 一种优化粒径陶瓷增强金属基复合材料的使用方法
CN111519061A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 内蒙金属材料研究所 一种稀土掺杂的Cu-Cr-Zr合金材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国稀土学会: "《2016-2017稀土科学技术学科发展报告》", 31 March 2018, 中国科学技术出版社 *
周宇航: "钼合金强韧化方式及机理研究进展", 《功能材料》 *
尹为宏: "《难熔金属材料与工程应用》", 30 June 2012, 冶金工业出版社 *
李丽: "用于固态照明的红色荧光粉Lu2MoO6:Eu3+的发光性质（英文）", 《TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. In-situ fabrication and characterization of ultrafine structured Cu–TiC composites with high strength and high conductivity by mechanical milling
CN109678523B (zh) 一种具有高温强度和硬度的高熵陶瓷及其制备方法和应用
Li et al. Microstructure and properties of Ti (C, N)–TiB2–FeCoCrNiAl high-entropy alloys composite cermets
CN110257684B (zh) 一种FeCrCoMnNi高熵合金基复合材料的制备工艺
CN109338172A (zh) 一种高熵合金增强的2024铝基复合材料及其制备方法
CN110093548B (zh) 一种含稀土Gd的超细晶高强韧高熵合金及其制备方法
CN113337746B (zh) 一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法
CN112063869B (zh) 一种氢辅粉末冶金钛基复合材料的制备方法
Zhang et al. Microstructures and mechanical properties of Mo2FeB2-based cermets prepared by two-step sintering technique
WO2023231744A1 (zh) 镶嵌颗粒增强的高熵合金基纳米超硬复合材料及其制备方法
Jiang et al. TiB2 (-TiB)/Cu in-situ composites prepared by hot-press with the sintering temperature just beneath the melting point of copper
Wang et al. The study on the microwave sintering of tungsten at relatively low temperature
CN113373363A (zh) 难熔高熵复合材料及其制备方法
CN110735064A (zh) 固相原位反应生成耐高温高强度TiC增强钛基复合材料及其制备方法
CN113737040A (zh) 一种纳米氧化钇弥散强化钼合金及其制备方法
CN109665848B (zh) 一种超高温SiC-HfB2复合陶瓷及其制备方法和应用
CN112226639B (zh) 一种基于环己烯球磨介质的原位超细晶TiC增强钛基复合材料及其制备方法
CN110983152B (zh) 一种Fe-Mn-Si-Cr-Ni基形状记忆合金及其制备方法
CN110983090B (zh) 一种含碳钼合金的烧结方法
CN110449580B (zh) 一种粉末冶金高强韧性含硼高熵合金材料及其制备方法和应用
CN112281041A (zh) 一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法
Yan et al. Microstructure and mechanical properties of Co-containing Ti-48Al alloys prepared from irregular pre-alloyed powder
CN115557793A (zh) 一种具有细晶、高硬度和高韧性的高熵陶瓷及其制备方法和应用
CN112226661B (zh) 一种耐烧蚀钼合金及其制备方法
CN111411249B (zh) VNbMoTaW高熵合金的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210129