CN112828279A

CN112828279A - 一种金属粉末气相脱氧方法

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Publication number: CN112828279A
Application number: CN202011637829.4A
Authority: CN
Inventors: 徐宝强; 孔令鑫; 杨斌; 徐俊杰; 庞俭; 曲涛; 李一夫; 刘大春; 田阳; 蒋文龙; 邓勇; 朱立国; 陈秀敏; 杨红卫; 王飞; 游彦军; 吴鉴; 熊恒; 孔祥峰; 杨佳
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112828279B

Abstract

本发明提供了一种金属粉末气相脱氧方法，包括以下步骤：将预脱氧金属粉末与离子型金属卤化物混合，在温度高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉末烧结开始温度的真空条件下，以在该条件下呈气相的稀土金属为脱氧剂对预脱氧金属粉末脱氧，得到低氧金属粉末。本发明的方法利用呈气相的稀土金属作为脱氧剂脱氧，相比于固态及液态脱氧剂，呈气相的稀土金属能够较快地穿透到金属粉末内部反应脱氧，脱氧效率更高，脱氧更为彻底。

Description

一种金属粉末气相脱氧方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，更具体地讲，涉及一种金属粉末气相脱氧方法。

背景技术

金属粉末(诸如钛)中存在的氧通常会损害烧结及最终产物的特性，诸如强度和韧性等。目前有许多脱氧工艺，例如基于钙的脱氧工艺等。但是，当前脱氧工艺可能涉及相对高温，脱氧的同时可能造成金属粉末自身的烧结，且不能进行完全深度的脱氧。

中国专利申请CN109439902A提出了一种钙原位蒸馏-脱氧制备高纯钛的方法。该方法以Ca为脱氧剂，可将钛中氧含量最低降至100ppm以下。该方法具有设备要求低，操作简单，能耗低的优点，但CaCl₂对脱氧产物CaO的溶解度是有限的，随着脱氧过程的进行使脱氧能力逐渐变差，不利于深度脱氧，因此该方法的脱氧效果存在波动。并且，反应的温度控制在973K～1573K，不可避免地会造成钛粉烧结。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于解决金属粉末中的氧含量高的技术问题，提供一种能够将金属粉末中的氧降低至400ppm，甚至100ppm以下的金属粉末气相脱氧方法。

本发明提供了一种金属粉末气相脱氧方法，可以包括将预脱氧金属粉末与离子型金属卤化物混合，在温度高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉末烧结开始温度的真空条件下，以在该条件下呈气相的稀土金属为脱氧剂对预脱氧金属粉末脱氧，得到低氧金属粉末。

本发明的方法设置的脱氧条件为真空且温度为高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉末烧结开始温度，并以在上述脱氧条件下呈气相的稀土金属作为脱氧剂进行脱氧。在上述脱氧条件下，离子型金属卤化物是以固体的形式存在，不会发生熔融而使脱氧环境变成熔融状态影响气相脱氧剂的传质速度，并且在该脱氧条件下的金属粉末不会发生烧结，仅发生脱氧反应，不会因为烧结而影响金属粉末的物理化学特性。脱氧过程可能发生的反应如下：

nRE_(g)+nO_inA+MX_n(s)→nREOX_(s)+M_(g) (1)

nRE_(g)+n/2O_inA+MX_n(s)→n/2RE₂OX_2(s)+M_(g) (2)

RE_(g)+O_inA+REX_2(s)→RE₂OX_2(s) (3)

其中，RE表示稀土金属，O_inA表示预脱氧金属粉末A中含有的氧，g表示气体，s表示固体，n为数字，MX_n表示离子型金属卤化物，M表示离子型金属卤化物对应的金属元素，X表示卤族元素，可以为F、Cl、Br、I等。通过发生上述反应(1)、(2)和/或(3)能够对金属粉末进行深度脱氧。

例如，当离子型金属卤化物为KCl，金属粉末为Ti以及稀土金属RE为Yb时，发生的反应如下：

Yb_(g)+O_inTi+KCl_(s)→YbOCl_(s)+K_(g) (4)

Yb_(g)+1/2O_inTi+KCl_(s)→1/2Yb₂OCl_2(s)+K_(g) (5)

Yb_(g)+O_inTi+YbCl_2(s)→Yb₂OCl_2(s) (6)

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包含以下中的至少一项：

(1)本发明的方法利用呈气相的稀土金属作为脱氧剂脱氧，相比于固态及液态脱氧剂，呈气相的稀土金属能够较快地穿透到金属粉末内部反应脱氧，脱氧效率更高，脱氧更为彻底；

(2)本发明方法通过对脱氧参数的控制，能够防止金属粉末在脱氧过程中发生烧结，有利于金属粉末保持自身的强度、韧性等物理化学特性，并且能够使金属粉末保持颗粒状，避免了因烧结造成金属熔融而影响金属粉末的颗粒结构，造成粒形不规则；

(3)本发明的方法借助REOX和/或RE₂OX₂的生成并配合呈气相的稀土金属能够促进金属粉末深度脱氧，能够实现将金属粉末的含氧量降到100ppm以下。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明一个示例性实施例的金属粉末气相脱氧装置结构图。

附图标记说明：

1-反应器，2-放置层，3-堵头，4-预脱氧金属粉末以及离子型金属卤化物的混合物，5-稀土金属。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的金属粉末气相脱氧方法。

本发明提供了一种金属粉末气相脱氧方法。在本发明的金属粉末气相脱氧方法的一个示例性实施例中，脱氧方法可以包括：将预脱氧金属粉末与离子型金属卤化物混合，在温度高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉烧结开始温度的真空条件下，并以在该条件下呈气相的稀土金属为脱氧剂对预脱氧金属粉末脱氧，得到低氧金属粉末。

以上，设置上述的脱氧条件需要综合考虑以下几个方面的影响：其一，在脱氧条件下，需要确保预脱氧金属粉末不会发生烧结而影响金属粉末自身的特性以及自身的结构形貌；其二，在脱氧条件下，需使作为脱氧剂的稀土金属呈气相，气相的稀土金属脱氧剂在脱氧过程中发生气-固反应，有利于脱氧效率的提高；其三，在脱氧条件下，需使离子型金属卤化物呈固态，若温度太高，使金属氯化物熔化后呈熔融态，不利于气相脱氧剂的扩散；其四，在脱氧条件下，需确保会发生反应(1)～(3)，并且温度的设置还需确保要有较快的脱氧速率，如果设置的脱氧温度低于850K，会造成金属粉末中的固溶氧扩散太慢，脱氧时间较长，效率低下。因此，综合考虑上述影响因素，将脱氧条件设置在在温度高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉末发生烧结温度的真空条件下。

金属粉末的烧结开始温度可以是最低的金属粉末起始烧结温度，最低的起始烧结温度为金属粉末的某种物理或力学性质出现明显变化的温度。一般而言，烧结的温度范围为金属粉末绝对熔点温度的2/3～4/5。即烧结的开始温度可为金属粉末绝对熔点的2/3。

进一步地，预脱氧金属粉末可以为稀有难熔金属中的一种或两种组合。稀有难熔金属可以包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼和钨。对于稀有难熔金属而言，在1073K以上可能会开始发生烧结，因此，优选地，脱氧设置的温度可以为850K～1073K。例如，可以在900K～1073K，再例如可以在900K～950K或者900K～1000K。当然，需要说明的是，对于烧结温度而言，发生轻微的烧结不会对整体脱氧的金属粉末物理化学特性造成很大的影响，因此，设置的脱氧温度是可以高于1073K，例如，在1100K以及1200K。

进一步地，稀土金属可以为Yb(镱)、Sm(钐)以及Tm(铥)中的一种或两种以上组合。作为本发明使用的脱氧剂，为了保持在脱氧条件下呈气相，稀土金属需要有较高的饱和蒸气压。在相同温度下，稀土金属Yb、Sm以及Tm相比于其他稀土金属而言具有较大的饱和蒸气压。饱和蒸气压越大，金属挥发性越强。因此，选择Yb(镱)、Sm(钐)以及Tm(铥)中的一种或两种以上组合为脱氧剂。

例如，在1000K的温度下，上述稀土金属的饱和蒸气压如表1所示。

表1在温度1000K下的稀土金属饱和蒸气压

稀土金属	Yb	Sm	Tm
				饱和蒸气压(Pa)	10<sup>1.9</sup>～10<sup>2.75</sup>	10<sup>0.14</sup>～10<sup>1.29</sup>	10<sup>-2.54</sup>～10<sup>-1.25</sup>

进一步地，离子型金属卤化物可以为离子型金属氟化物、离子型金属氯化物、离子型金属溴化物、离子型金属碘化物等。金属可以为碱金属或金属钙。例如，离子型金属氟化物可以为KF、NaF、LiF和CaF₂中的一种或两种以上组合；离子型金属氯化化物为KCl、NaCl、LiCl和CaCl₂中的一种或两种以上组合；离子型金属溴化物为KBr、NaBr、LiBr和CaBr₂中的一种或两种以上组合；离子型金属碘化物为KI、NaI、LiI和CaI₂中的一种或两种以上组合。上述离子型金属卤化物的熔点为金属卤化物各自的常规熔点，由于温度对熔点的影响较小，这里可以忽略不计。例如，对于离子型金属氯化物各自的熔点如下表2所示：

表2离子型金属氯化物的熔点

氯化物	KCl	NaCl	LiCl	CaCl<sub>2</sub>
					熔点(K)	1044	1074	883	1045

以上，针对上述不同的氯化盐，在脱氧过程中可能会发生不同的反应。例如，对于NaCl和CaCl₂而言，发生的脱氧反应分别为：

RE_(g)+O_inA+NaCl_(s)→REOCl_(s)+Na_(g) (7)

2RE_(g)+2O_inA+CaCl_2(s)→2REOCl_(s)+Ca_(g) (8)

对于LiCl而言，发生的脱氧反应为：

RE_(g)+1/2O_inA+LiCl_(s)→1/2RE₂OCl_2(s)+Li_(g) (9)

对于KCl而言，发生的脱氧反应可能为以下两个反应同时发生：

RE_(g)+O_inA+KCl_(s)→REOCl_(s)+K_(g) (10)

RE_(g)+1/2O_inA+KCl_(s)→1/2RE₂OCl_2(s)+K_(g) (11)

其中，RE表示稀土金属，O_inA表示预脱氧金属粉末A中含有的氧，g表示气体，s表示固体。

对于上述反应(7)～(11)，例如，在1000K下，稀土金属Yb作为脱氧剂，金属卤化物为金属氯化物时，对金属粉末钛的脱氧过程中，不同平衡下的理论脱氧极限如下表3所示：

表3理论脱氧极限

如果达到的平衡为Yb/YbOCl/K/KCl，即通过稀土氯氧化物(YbOCl)的生成，能够促进Yb深度脱氧，可将金属粉中的氧含量降至50ppm以下。如果达到的平衡为Yb/YbOCl/Na/NaCl或Yb/YbOCl/Ca/CaCl₂，则氧含量可降至10ppm以下。如果达到的平衡为Yb/Yb₂OCl₂/Li/LiCl，则氧含量可降至20ppm以下。另外，借助Yb₂OCl₂的生成，可进一步脱氧。

由于不同离子型金属卤化物的性质相似，针对不同的离子型金属卤化物可以分别发生上述(7)～(11)相似的脱氧反应。例如，对于离子型金属氟化物，对于NaF和CaF₂而言，发生的脱氧反应分别为：

RE_(g)+O_inA+NaF_(s)→REOF_(s)+Na_(g) (12)

2RE_(g)+2O_inA+CaF_2(s)→2REOF_(s)+Ca_(g) (13)

对于LiF而言，发生的脱氧反应为：

RE_(g)+1/2O_inA+LiF_(s)→1/2RE₂OF_2(s)+Li_(g) (14)

对于KF而言，发生的脱氧反应可能为以下两个反应同时发生：

RE_(g)+O_inA+KF_(s)→REOF_(s)+K_(g) (15)

RE_(g)+1/2O_inA+KF_(s)→1/2RE₂OF_2(s)+K_(g) (16)

进一步地，当以稀土金属Yb为脱氧剂时，此时使用的离子型金属卤化物还可以为金属Yb(Ⅱ)的卤化物，Ⅱ表示二价，发生的脱氧反应为：

Yb_(g)+O_inA+YbX_2(s)→Yb₂OX_2(s) (17)

YbX₂表示金属Yb(Ⅱ)的卤化物。

X可以为F、Cl、Br、I等。例如，卤族元素为Cl时，此时使用的离子型金属卤化物还可以为YbCl₂。YbCl₂的熔点为994K，发生脱氧时的反应为：

Yb_(g)+O_inA+YbCl_2(s)→Yb₂OCl_2(s) (18)

当以稀土金属Sm为脱氧剂时，此时使用的离子型金属卤化物还可以为SmX₂，发生脱氧时的反应为：

Sm_(g)+O_inA+SmX_2(s)→Sm₂OX_2(s) (19)

SmX₂表示金属Sm(Ⅱ)的卤化物。

例如，卤族元素为Cl时，此时使用的离子型金属卤化物可以为SmCl₂。SmCl₂的熔点为1131K，发生的脱氧反应为：

Sm_(g)+O_inA+SmCl_2(s)→Sm₂OCl_2(s) (20)

当以稀土金属Tm为脱氧剂时，此时使用的离子型金属卤化物还可以为TmX₂，发生脱氧时的反应为：

Tm_(g)+O_inA+TmX_2(s)→Tm₂OX_2(s) (21)

TmX₂表示金属Tm(Ⅱ)的卤化物。

例如，卤族元素为Cl时，此时使用的离子型金属卤化物可以为TmCl₂，TmCl₂的熔点为991K，发生的脱氧反应为：

Tm_(g)+O_inA+TmCl_2(s)→Tm₂OCl_2(s) (22)

同样地，对于金属Yb的氟化物、金属Yb的溴化物、金属Yb的碘化物、金属Sm的氟化物、金属Sm的溴化物、金属Sm的碘化物、金属Tm的氟化物、金属Tm的溴化物以及金属Tm的碘化物与上述反应(18)、(20)或(22)相类似。

进一步地，方法还还包括将La和/或Ce，以及RE₂O₃混合后置于脱氧环境下产生气相RE，气相RE作为脱氧剂对预脱氧金属粉末进行脱氧，其中RE为Yb、Sm或Tm。

以上，以La、Ce或者La和Ce的混合物作为还原剂，还原Yb₂O₃、Sm₂O₃或Tm₂O₃制备分别制备气相的Yb、Sm和Tm。在850K至离子型金属卤化物熔点的真空条件下，由于Yb、Sm和Tm的饱和蒸气压较大，还原出来的Yb、Sm和Tm以气态的形式挥发在脱氧环境中对金属粉末脱氧，脱氧过程通过生成YbOCl和/或Yb₂OCl₂、SmOCl和/或Sm₂OCl₂、TmOCl和/或Tm₂OCl₂，促进深度脱氧，获得低氧金属粉。

进一步地，离子型金属卤化物的熔点可以在850K以上。

进一步地，脱氧时间可以为30小时以上，例如，脱氧的时间可以为40小时。如果需要更低的氧含量，可以将脱氧的时间延长，例如，在脱氧时间超过40小时后，可以将金属粉末中的氧含量降低至50ppm。当然，本发明的脱氧时间不限于此，能够将金属粉末中的氧降至实际需要的范围即可。

进一步地，为了使脱氧环境下的氧含量尽可能的低，真空度可以设置得尽量的低。例如，真空度可以为5Pa～10Pa。当然，本发明的真空度不限于此，高于上述真空度亦可。

进一步地，稀土金属与预脱氧金属粉末的摩尔比为(3～5):1。当然，本发明的稀土金属使用量不限于此，稀土金属可以尽量多的加入。

进一步地，方法还包括在预脱氧金属粉末与离子型金属卤化物混合均匀后压制为混合物前驱体。压制压力将混合物成型即可，例如压制的压力可以为100MPa～300MPa。

进一步地，脱氧方法还包括得到低氧金属粉末后基于金属粉末与氯化物的密度差采用风选分离，或者利用氯化物能够溶于水对低氧金属粉末进行水洗以去除低氧金属粉末中的氯化物。氯化物包括未反应的离子型金属卤化物以及产物稀土氯氧化物。产物稀土氯氧化物可以进行电解或碳热氯化处理以实现对稀土金属的回收。

进一步地，脱氧方法还可以基于如图1所示的装置进行脱氧。装置可以包括可开闭的反应器1，反应器1的中部悬空设置有若干放置层2，放置层2上开设有若干个贯穿孔，贯穿孔的径向尺寸可以设置在1～5mm，开孔大一些，有利于稀土蒸气穿过，脱氧效果更好，且不会让金属粉末和卤化物漏下。反应容器1可以由钛、钼、钒等耐高温的金属材料制成。例如可以为钛坩、钼坩埚等。放置层2可以为钛层、钼层、钨层等金属层，例如，可以为钛箔、钼箔等。反应器1的开口可以设置有堵头3，堵头3同样可以是钛、钼、钒等金属制备。在脱氧过程中，将预脱氧金属粉末以及离子型金属卤化物的混合物4(例如，可以是压制成型的预成型体)放置在放置层2上，将稀土金属5置于反应器1的底部，反应器1中抽为真空且对反应器1进行加热，达到脱氧条件后进行脱氧。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

以下示例均可以使用如图1所示的装置进行脱氧。

示例1

将La和Yb₂O₃放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和氯化钾混合均匀，压制成型后放置在钛箔上，盖上钛盖子(堵头)。放入真空箱中抽真空并设定温度1000K，反应时间42h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为260ppm。

需要说明的是由于钛线和钛粉处在同一体系和同一条件下，达到平衡后，二者的氧含量相同，所以测定钛线的氧含量也就代表了钛粉的氧含量。

示例2

将金属Yb放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和氯化钠混合均匀后放置在钛箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度1050K，反应时间32h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为200ppm。

示例3

将金属Sm放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和CaCl₂混合均匀后放置在钛箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度1000K，反应时间36h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为210ppm。

示例4

将Ce和Yb₂O₃放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和LiCl混合均匀后放置在钛箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度850K，反应时间50h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为240ppm。

示例5

将金属Yb放置在钒坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钒箔，将钒粉、KCl和NaCl混合均匀后放置在钒箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度910K，反应时间48h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钒粉。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钒粉的氧含量为200ppm。

示例6

将金属Yb和Sm放置在钼坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钼箔，将钼粉、KCl和LiCl混合均匀后放置在钼箔上，盖上钼盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度870K，反应时间46h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钼粉。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钼粉的氧含量为256ppm。

示例7

将金属Tm放置在钼坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钼箔，将锆粉、CaCl₂混合均匀后放置在钼箔上，盖上钼盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度1000K，反应时间42h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的锆粉。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定锆粉的氧含量为230ppm。

示例8

将金属Yb放置在钼坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钼箔，将铌粉、NaCl和CaCl₂混合均匀后放置在钼箔上，盖上钼盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度900K，反应时间50h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的铌粉。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定铌粉的氧含量为150ppm。

示例9

将金属Yb和Sm放置在钼坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钼箔，将铌粉、钛粉、NaCl和CaCl₂混合均匀后放置在钼箔上，盖上钼盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度910K，反应时间48h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的铌粉与钛粉的混合物。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定铌粉与钛粉的混合物的氧含量为100ppm。

示例10

将金属Yb和Sm放置在钼坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钼箔，将钼粉、钨粉、KCl混合均匀后放置在钼箔上，盖上钼盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度1000K，反应时间46h。脱氧完成后，将坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钼粉与钨粉的混合物。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钼粉与钨粉的混合物的氧含量为181ppm。

示例11

将La和Yb₂O₃放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和氟化钾混合均匀，压制成型后放置在钛箔上，盖上钛盖子(堵头)。放入真空箱中抽真空并设定温度1020K，反应时间35h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为247ppm。

示例12

将金属Yb放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和溴化钠混合均匀后放置在钛箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度1000K，反应时间38h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为220ppm。

示例13

将金属Sm放置在钛坩埚(25mm外径、2mm厚度、90mm高度)的底部。然后在上方放置钻有小孔的钛箔，将钛粉、钛线(用于反应后确定氧含量)和CaF₂混合均匀后放置在钛箔上，盖上钛盖子。放入真空箱中抽真空并设定温度870K，反应时间52h。脱氧完成后，将钛坩埚从真空箱中取出放入水中快速冷却，冷却后取出脱氧后的钛粉和钛线。水洗分离，然后采用少量稀盐酸(1+10)清洗，最后采用LECO(TC-400)测定钛线的氧含量为210ppm。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims

1.一种金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，包括以下步骤：

将预脱氧金属粉末与离子型金属卤化物混合，在温度高于850K，低于离子型金属卤化物熔点且低于预脱氧金属粉末烧结开始温度的真空条件下，以在该条件下呈气相的稀土金属为脱氧剂对预脱氧金属粉末脱氧，得到低氧金属粉末。

2.根据权利要求1所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，预脱氧金属粉末为稀有难熔金属中的一种或两种以上组合。

3.根据权利要求1或2所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，稀土金属为Yb、Sm以及Tm中的一种或两种以上组合。

4.根据权利要求3所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，若稀土金属为Yb，则离子型金属氯化盐包括金属Yb(Ⅱ)的卤化物；若稀土金属为Sm，则离子型金属氯化盐包括金属Sm(Ⅱ)的卤化物；若稀土金属为Tm，则离子型金属氯化盐包括金属Tm(Ⅱ)的卤化物。

5.根据权利要求1、2或4所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，离子型金属卤化物为离子型金属氯化物或离子型金属氟化物。

6.根据权利要求5所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，离子型金属氯化物为KCl、NaCl、LiCl和CaCl₂中的一种或两种以上组合，离子型金属氟化物为KF、NaF、LiF和CaF₂中的一种或两种以上组合。

7.根据权利要求1、2或4所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，还包括将La和/或Ce，以及RE₂O₃混合后置于脱氧环境下产生气相RE，气相RE作为脱氧剂对预脱氧金属粉末进行脱氧，其中RE为Yb、Sm或Tm。

8.根据权利要求1、2或5所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，脱氧时间为30小时以上。

9.根据权利要求1、2或5所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，真空度为5Pa~10Pa。

10.根据权利要求1、2或5所述的金属粉末气相脱氧方法，其特征在于，稀土金属与预脱氧金属粉末的质量比为(3~5):1。