CN115141021A - 一种改性二硅化钼材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料技术领域，提供了一种改性二硅化钼材料及其制备方法。该制备方法，包括：将平均粒度均为10~100μm的铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合、球磨，得到混合球磨物料；将混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理后，依次进行一次、二次热等静压处理，得到改性二硅化钼材料，其中，一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa，二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa。本发明制备得到的改性二硅化钼材料的致密度可高达99%以上、硬度可达9GPa以上、断裂韧性可达8MPa·m1/2以上，并可制成各种形状的制件。

Description

一种改性二硅化钼材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种改性二硅化钼材料及其制备方法。
背景技术
二硅化钼（MoSi2）是一种道尔顿型金属间化合物，具有高熔点（2030℃）、中等密度（6.24g/cm3）、高导热导电和优异的高温抗氧化性能等优点，被广泛应用于制备发热材料、涂层材料和电极材料等，更被视为是继镍基高温合金和TiAl金属间化合物之后的第三代高温结构材料。
现有的二硅化钼材料的制备方法主要包括机械合金化、高温自蔓延合成、固态置换反应和原位反应合成等常压制备方法，但是由于MoSi2基材料熔点高、难合成的特点，此类制备方法制备得到的二硅化钼材料的致密度较小，且此类制备方法的烧结温度非常高，一般超过1500℃，在如此高的烧结温度下，虽然可以提高材料的相对密度，但是少量合金化的二硅化钼材料的断裂韧性较差，同时，采用上述制备方法制备得到的二硅化钼制件尺寸较小且形状结构单一，无法满足不同形状大小的二硅化钼材料的工业化生产和应用需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种改性二硅化钼材料及其制备方法，旨在解决现有的二硅化钼材料的致密度较小、断裂韧性较差以及无法满足不同形状大小的二硅化钼材料的工业化生产和应用需求的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明实施例的第一方面，提供了一种改性二硅化钼材料的制备方法，包括如下步骤：
将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合、球磨，得到混合球磨物料，所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的原子百分含量比为（1at%~5at%）：（1at%~5at%）：（98at%~90at%），所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的平均粒径均为10µm~100µm；
将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理后，进行一次热等静压处理，得到二硅化钼压件，所述一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa；
去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料，对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理，得到所述改性二硅化钼材料，所述二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa。
在一些优选实施例中，所述改性二硅化钼材料中的铝元素的原子百分含量为1~5at%，所述改性二硅化钼材料中的铬元素的原子百分含量为1~3at%。
更为优选的，所述改性二硅化钼材料中的所述铝元素和铬元素的总原子百分含量为2at%~7at%。
在一些实施例中，所述将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行球磨，得到混合球磨物料的步骤，包括：
将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末按进行混合，得到混合物料；在惰性气体保护下，以玛瑙球或氧化锆球作为高能球进行球磨，得到混合球磨物料，其中，球磨转速为250r/min~500r/min，所述高能球与所述混合物料的球料比为1:1~10:1，球磨时间为4h~12h。
在一些实施例中，所述一次热等静压处理的保温保压时间为1h~4h；和/或，所述二次热等静压处理的保温保压时间为1h~3h。
在一些实施例中，在去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料的步骤中，冷却降温速率不大于5℃。
在一些实施例中，在对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理的步骤中，还包括：对二次热等静压处理后的坯料进行冷却，冷却降温速率不大于5℃。
在一些实施例中，所述铝粉末的纯度≥99.5%，所述铬粉末的纯度≥99.5%，所述二硅化钼粉末的纯度≥99%。
在一些实施例中，在将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理的步骤中，所述碳钢包套中的粉末填充密度≥60%，密封真空度为10-2~10-4Pa，脱气温度为400℃~600℃，脱气时间为5h~10h。
本发明实施例的第二方面，提供了一种改性二硅化钼材料，所述改性二硅化钼材料由如第一方面所述的改性二硅化钼材料制备得到，所述改性二硅化钼材料的化学通式为(Mo1-xCrx)(Si1-yAly)2，其中x取值范围为0.03~0.15，y取值范围为0.015~0.075。
本发明实施例与现有技术相比，其有益效果至少包括：通过将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末按特定比例混合并进行球磨，得到混合球磨物料，之后再将混合球磨物料填充至碳钢包套中，依次进行一次热等静压处理、二次热等静压处理，并控制一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa，二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度可达到99%以上，室温断裂韧性大于8MPa·m1/2，且可以制备成各种形状大小的制件、工艺流程简单，适合大规模工业化生产以及推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种经一次热等静压处理后带碳钢包套的二硅化钼压件的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种经机器加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套后的二硅化钼坯料的示意图；
图3是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的X射线衍射图谱；
图4是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的元素能谱分析图谱；
图5是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的组织结构SEM扫描电镜图；
图6是常规的二硅化钼材料的组织结构SEM扫描电镜图；
图7是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的断口形貌SEM扫描电镜图；
图8是常规的二硅化钼材料的断口形貌SEM扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但本发明的实施方式不限于此。
除另有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的实验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验试剂用量，如无特殊说明，均为常规实验操作中试剂用量；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
相关研究表明，利用脆性/韧性增强相进行合金化和复合化是MoSi2材料改性的有效技术手段。本发明实施例通过铝（Al）协同铬（Cr）合金化二硅化钼制备改性二硅化钼材料，其中，添加的铝可以取代二硅化钼晶胞中Si的位置，形成Mo(Si,Al)2，从而可增加二硅化钼材料的金属键比例，进而提高MoSi2的断裂能；添加的铬可以在MoSi2中部分固溶，可以取代MoSi2晶胞中Mo的位置，与Si形成C40结构的硅化物，对MoSi2具有固溶软化效应，有利于提升MoSi2的断裂韧性。与此同时，本发明实施例通过控制铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的平均粒径，以及采用两步热等静压处理工艺，并控制一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa，二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa，可以使得材料体系中的各合金化元素更好地发挥其特性，有利于综合提升二硅化钼材料的致密性、断裂韧性等性能，并可制备得到不同形状大小的制件，以满足多种器件（如发热器件、电极、涂层等）的规格需求。
第一方面，本实施例提供了一种改性二硅化钼材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合、球磨，得到混合球磨物料，所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的原子百分含量比为（1~5at%）：（1~5at%）：（98~90at%），所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的平均粒径均为10µm~100µm。
示例性的，铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的原子百分含量比可为1at%：1at%：98at%；1at%：2at%：97at%；1at%：3at%：96at%；1at%：4at%：95at%；1at%：5at%：94at%；2at%：1at%：97at%；3at%：1at%：96at%；4at%：1at%：95at%或5at%：1at%：94at%等。铝粉末的平均粒径可以是10µm、20µm、30µm、40µm、50µm、60µm、70µm、80µm、90µm或100µm等；铬粉末的平均粒径可以是10µm、20µm、30µm、40µm、50µm、60µm、70µm、80µm、90µm或100µm等；二硅化钼粉末的平均粒径可以是10µm、20µm、30µm、40µm、50µm、60µm、70µm、80µm、90µm或100µm等。
在一些优选实施例中，所述铝粉末的纯度≥99.5%，所述铬粉末的纯度≥99.5%，所述二硅化钼粉末的纯度≥99%。
本发明实施例所采用的MoSi2、Al、Cr粉末均为可通过市场购买途径容易获取的市售粉末。本发明实施例通过采用上述高纯度粉末作为原料，可以尽可能避免引入杂质，并控制上述粉末的平均粒径在10µm~100µm，有利于得到高致密度烧结体，提升材料的断裂性能，且有利于降低生产成本。本发明经大量实验研究发现，若是上述粉末的平均粒径过大（大于100µm）时，则难以得到高致密度烧结体；若是上述粉末的平均粒径过小（小于10µm），则会增加粉末的氧含量和生产成本。
在一些优选实施例中，改性二硅化钼材料中的铝元素的原子百分含量为1~5at%，例如可以是1at%、2at%、3at%、4at%或5at%等，所述改性二硅化钼材料中的铬元素的原子百分含量为1~3at%，例如可以是1at%、2at%或3at%等。更为有选的，所述铝元素和铬元素的总原子百分含量为2at%~7at%，例如可以是2at%、3at%、4at%、5at%、6at%或7at%等。
通过控制改性二硅化钼材料中的合金元素铝和铬的添加量，使得改性二硅化钼材料中的铝元素的原子百分含量为1~5at%，所述改性二硅化钼材料中的铬元素的原子百分含量为1~3at%，并且铝元素和铬元素的总原子百分含量为2at%~7at%，可以有效地提高二硅化钼材料的强度和断裂韧性。本发明经大量试验研究发现，过低的合金元素的添加起不到合金化改性作用，而过高的合金元素添加则会降低MoSi2基材料的强度，引起物相晶格转变，使材料变脆。
在一些实施例中，上述步骤S1包括：
步骤S11：将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合，得到混合物料。
步骤S12：在惰性气体保护下，以玛瑙球或氧化锆球作为高能球进行球磨，得到混合球磨物料，其中，球磨转速为250r/min~500r/min，例如，球磨转速可以为250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min或500r/min等；所述高能球与所述混合物料的球料比为1:1~10:1，例如可以为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等；球磨时间为4h~12h，例如可以为4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等。
其中，惰性气体可以选择用氩气、氮气等。
在惰性气体的保护下对混合物料进行球磨，可以避免粉末被氧化，有利于获得高致密度的烧结体。
在一优选实施例中，还可以在混合物料中添加适量的无水乙醇，在惰性气体保护下进行球磨，可以有效避免粉末在球磨过程中被氧化，有利于获得高致密度的烧结体。
通过控制球磨转速为250r/min~500r/min，高能球与所述混合物料的球料比为1:1~10:1，球磨时间为4h~12h，可以获得粒度均匀且混合程度高的混合球磨物料，有利于保证烧结体的组织均匀性，提升材料的致密度。
步骤S2：将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理后，进行一次热等静压处理，得到二硅化钼压件，所述一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa。
示例性的，一次热等静压处理的温度可以是1100℃、1150℃、1200℃或1250℃等，压力可以是150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa或200MPa等。
在一些实施例中，一次热等静压处理的保温保压时间为1h~4h，例如可以是1h、2h、3h或4h等。
在一些实施例中，在将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理的步骤中，所述碳钢包套中的粉末填充密度≥60%，密封真空度为10-2~10-4Pa，脱气温度为400℃~600℃，脱气时间为5h~10h。
在实际应用中，在将上述混合球磨物料填充至碳钢包套中时，可以边装粉边压实，并确保振实后粉末装填密度≥60%。装粉完毕后，对碳钢包套进行密封和抽真空处理，保证真空度10-2Pa~10-4Pa，例如可以是10-2Pa、10-3Pa或10-4Pa，并将密封抽真空处理后的碳钢包套置于温度为400℃~600℃的条件下进行脱气5h~10h，再进行封焊，例如，脱气温度可以是400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等，脱气时间具体可以为5h、6h、7h、8h、9h或10h等。
现有技术中，在制备二硅化钼材料中，常用的高温包套材料为钛、铌、钽等高温包套材料，这些高温包套材料的价格相对高昂，且无法通过常规酸洗去除。软钢包套的焊接性能和热变形能力好，且价格低廉，是最常用的热等静压包套材料，但在高温作用下，软钢会与MoSi2粉末发生强烈的扩散作用，生成中间脆性相，影响致密效果与表面质量，甚至达到共晶成分形成液相区，导致包套穿孔融化。然而，本发明实施例采用的是碳钢包套，不仅价格低廉，且焊接性能与热变形能力好，在进行二次热等静压处理之前可以选择通过机加工或者常规酸洗的方式轻松去除包套，操作十分方便。具体的，对于一些简单结构制件，可以选择通过机加工可去除简单结构制件的外层碳钢包套；对于一些结构相对较复杂的制件，可以选择通过酸洗的方式去除复杂结构制件的外层碳钢包套，通过酸液与碳钢包套的化学反应腐蚀掉制件外部包套。其中，酸洗的酸液可以是盐酸、硝酸等。
步骤S3：去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料，对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理，得到所述改性二硅化钼材料，所述二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa。
示例性的，二次热等静压处理的温度可以是1300℃、1350℃、1400℃、1450℃或1500℃等，压力可以是150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa或200MPa等。
在一些实施例中，二次热等静压处理的保温保压时间为1h~4h，例如可以是1h、2h、3h或4h等。
在一些实施例中，在去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料的步骤中，冷却降温速率不大于5℃。
在一些实施例中，在对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理的步骤中，还包括：对二次热等静压处理后的坯料进行冷却，冷却降温速率不大于5℃。
在现有技术中，通常会采用高温高压烧结的方式来提高二硅化钼材料的致密度，烧结温度一般达到1500℃以上。其中，现有的MoSi2基材料高温高压烧结主要是通过单轴热压、六面顶压和热等静压实现。但是，由于单轴热压压力有限，且受力不均，存在组织结构偏析的问题，仍未能有效提升MoSi2的致密度和韧性。六面顶压受限于设备传压机制，为得到相对静水压力，样品组装结构复杂，而且仅可以加工简单形状的制件，所得制品尺寸较小。粉末热等静压工艺不受制件尺寸与形状限制，组织细小均匀，是十分适合MoSi2金属间化合物的制备成形方法。现有的粉末热等静压工艺普遍是使用铌包套进行MoSi2及其复合材料的粉末热等静压成形，由于原料粉末粒度与混合程度要求不高，制备得到的材料的致密程度有限，此外，铌高温包套材料价格相对高昂，且无法通过常规酸洗去除，操作麻烦。
本发明实施例通过采用两步热等静压法，第一步低温热等静压（温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa），使粉末成形为不具有连通孔隙的二硅化钼压件；第二步高温热等静压（温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa）使二硅化钼坯料完全致密，实现了使用碳钢包套成形MoSi2材料，相较于传统的二硅化钼材料成形用高温包套（如钛、铌、钽等高温包套），具有成本低廉、后续去除容易的优点，精简了生产工艺流程，有利于扩大生产规模和提高生产效率。
本发明实施例采用高压低温的热等静压技术，两次热等静压温度均低于常规烧结温度（1500℃以上），可有效抑制烧结过程中晶粒的增大，提升了材料的致密度，致密度可高达99%以上，且制备的合金化MoSi2样品经过显微压痕测试，表现出很高的断裂韧性，室温断裂韧性大于8MPa·m1/2和较高的硬度，维氏硬度大于9GPa。
本发明实施例提供的改性二硅化钼材料的制备方法的工艺流程简单，可以实现高性能MoSi2粉末的热等静压近净成形，采用本方法可以实现各种成分设计和不同形状结构的MoSi2材料制备，可满足不同形状大小的二硅化钼材料的工业化生产和应用需求，具有广阔的市场价值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种改性二硅化钼材料，所述改性二硅化钼材料由第一方面所述的改性二硅化钼材料制备得到，所述改性二硅化钼材料的化学通式为(Mo1-xCrx)(Si1-yAly)2，其中x取值范围：0.03~0.15，y取值范围：0.015~0.075。优选的，改性二硅化钼材料的化学通式为(Mo,Cr)(Si,Al)2。
本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下：
准备纯度为99.5%、平均粒径为20μm的MoSi2粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Al粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Cr粉末。分别按照2at%、1at%的原子比配称取Al粉末、Cr粉末；将MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末加入行星球磨机中，加入玛瑙球，其中，玛瑙球与MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末的混合物料的球料比为1:1，在球磨转速为250r/min下球磨混合4h，混合球磨过程始终采用氩气保护，得到混合球磨物料。将混合球磨物料填充到内径大小为60mm、高度为50mm、厚度为3mm的碳钢包套中，在450℃脱气温度下加热脱气6h，随后密封碳钢包套，然后在温度为1250℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行一次热等静压烧结（即一次热等静压处理）2h，得到二硅化钼压件（经一次热等静压处理后带碳钢包套的二硅化钼压件如图1所示）。控制一次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出二硅化钼压件，通过机加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套，得到二硅化钼坯料（经机器加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套后的二硅化钼坯料如图2所示）。在温度为1400℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行二次热等静压致密化烧结（即二次热等静压处理）2h，再控制二次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出压坯，得到改性二硅化钼材料。
图3为本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的X射线衍射图谱。由图3可以看出，采用本发明实施例提供的制备方法可制备得到铝和铬合金化的改性二硅化钼材料。图4是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的元素能谱分析图谱。由图4可以看出，采用本发明实施例提供的制备方法制备得到的改性二硅化钼材料中含有钼、硅、铝和铬四种元素。图5是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的组织结构SEM扫描电镜图。由图5可以看出，本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的微观组织无明显孔隙，组织均匀，未出现晶粒异常长大的现象。图6是常规的MoSi2材料的组织结构SEM扫描电镜图。由图6可以看出，常规的MoSi2材料的的微观组织有明显孔隙，且氧化严重，形成了玻璃相SiO2（图6中的黑色孔隙中的白色相）。图7是本发明实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的断口形貌SEM扫描电镜图。图8是常规的MoSi2材料的断口形貌SEM扫描电镜图。由图7和图8可以看出，本发明实施例制备得到的改性二硅化钼材料的断裂方式系以沿晶断裂为主，其断裂韧性显著提高，而常规的MoSi2材料的断裂方式则系以穿晶断裂为主，其断裂韧性较差。
实施例2
本实施例提供一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下：
准备纯度为99.5%、平均粒径为20μm的MoSi2粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Al粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Cr粉末。分别按照2at%、1at%的原子比配称取Al粉末、Cr粉末；将MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末加入行星球磨机中，加入玛瑙球，其中，玛瑙球与MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末的混合物料的球料比为2:1，在球磨转速为350r/min下球磨混合4h，混合球磨过程始终采用氩气保护，得到混合球磨物料。将混合球磨物料填充到内径大小为60mm、高度为50mm、厚度为3mm的碳钢包套中，在450℃脱气温度下加热脱气6h，随后密封碳钢包套，然后在温度为1150℃、压力为200MPa条件下，保温保压进行一次热等静压烧结（即一次热等静压处理）4h，得到二硅化钼压件。控制一次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出二硅化钼压件，通过机加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套，得到二硅化钼坯料。在温度为1400℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行二次热等静压致密化烧结（即二次热等静压处理）2h，再控制二次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出压坯，得到改性二硅化钼材料。
实施例3
本实施例提供一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下：
准备纯度为99.5%、平均粒径为20μm的MoSi2粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Al粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Cr粉末。分别按照2at%、1at%的原子比配称取Al粉末、Cr粉末；将MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末加入行星球磨机中，加入氧化锆球，其中，氧化锆球与MoSi2粉末、Al粉末、Cr粉末的混合物料的球料比为5:1，在球磨转速为450r/min下球磨混合4h，混合球磨过程始终采用氩气保护，得到混合球磨物料。将混合球磨物料填充到内径大小为60mm、高度为50mm、厚度为3mm的碳钢包套中，在450℃脱气温度下加热脱气6h，随后密封碳钢包套，然后在温度为1250℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行一次热等静压烧结（即一次热等静压处理）2h，得到二硅化钼压件。控制一次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出二硅化钼压件，通过机加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套，得到二硅化钼坯料。在温度为1300℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行二次热等静压致密化烧结（即二次热等静压处理）4h，再控制二次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出压坯，得到改性二硅化钼材料。
对比例1
本实施例提供一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下：
准备纯度为99.5%、平均粒径为20μm的MoSi2粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Al粉末。按照2at%原子比配称取Al粉末；将MoSi2粉末、Al粉末加入行星球磨机中，加入氧化锆球，其中，氧化锆球与MoSi2粉末、Al粉末的混合物料的球料比为1:1，在球磨转速为250r/min下球磨混合4h，混合球磨过程始终采用氩气保护，得到混合球磨物料。将混合球磨物料填充到内径大小为60mm、高度为50mm、厚度为3mm的碳钢包套中，在450℃脱气温度下加热脱气6h，随后密封碳钢包套，然后在温度为1250℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行一次热等静压烧结（即一次热等静压处理）2h，得到二硅化钼压件。控制一次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出二硅化钼压件，通过机加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套，得到二硅化钼坯料。在温度为1400℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行二次热等静压致密化烧结（即二次热等静压处理）2h，再控制二次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出压坯，得到改性二硅化钼材料。
对比例2
本实施例提供一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下：
准备纯度为99.5%、平均粒径为20μm的MoSi2粉末；纯度为99.9%、平均粒径为10μm的Cr粉末。按照1at%原子比配称取Cr粉末；将MoSi2粉末、Cr粉末加入行星球磨机中，加入氧化锆球，其中，氧化锆球与MoSi2粉末、Cr粉末的混合物料的球料比为1:1，在球磨转速为250r/min下球磨混合4h，混合球磨过程始终采用氩气保护，得到混合球磨物料。将混合球磨物料填充到内径大小为60mm、高度为50mm、厚度为3mm的碳钢包套中，在450℃脱气温度下加热脱气6h，随后密封碳钢包套，然后在温度为1250℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行一次热等静压烧结（即一次热等静压处理）2h，得到二硅化钼压件。控制一次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出二硅化钼压件，通过机加工去除二硅化钼压件的外层碳钢包套，得到二硅化钼坯料。在温度为1400℃、压力为180MPa条件下，保温保压进行二次热等静压致密化烧结（即二次热等静压处理）2h，再控制二次热等静压处理后的平均冷却速率为5℃/min，冷却后，取出压坯，得到改性二硅化钼材料。
对比例3
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法基本相同，其不同之处仅在于：未添加合金化Al粉末和Cr粉末，原料为100%的MoSi2粉末。
对比例4
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法基本相同，其不同之处仅在于：省略对二硅化钼坯料进行二次热等静压处理的步骤。
对比例5
本对比例提供了现有技术中的一种MoSi2制件制备方法，包括以下步骤：
按照如下重量百分比称取各原料并进行混合：硅：25.00%，铝：19.94%，三氧化钼：53.19%，活性碳：1.87%。将反应物料堆放于石墨模具中应用20MPa压力压为反应胚体。将装有反应胚体的石墨模具置于反应容器中，用氩气吹扫反容器，将物料胚体加热至220℃，并在此温度保温1小时。然后从容器中排出从反应物料表面脱附的气体，再通入3MPa氩气，以对反应后的产物进行压实，将物料胚体继续加热至300℃，并在此温度下通过引燃剂引发反应。引燃剂的组成是（以重量比计）硫酸盐∶镁粉∶锰酸盐为1.1∶1.8∶1.2，其重量占总反应物料的重量百分含量为5％。反应完成后所制备的材料随反应容器冷却至室温，将表面杂质手工去除，制得二硅化钼基材料。
对比例6
本对比例提供了一种二硅化钼赛隆复合发热体的制备方法，包括如下步骤：
将含量为1wt%赛隆粉末、9wt%二硅化铬粉末和90wt%二硅化钼粉过400目筛，混合后将球料以重量比1:1球磨混料24小时；加入成型剂练泥，成型剂的重量为发热体材料的2%；成型剂是由54#石蜡、硬脂酸甘油脂、微晶石蜡、硬脂酸以一定比例加热熔于乙醇而成；练泥至粉末混合均匀、细腻、无气泡和裂纹为止；练泥之后放入干燥箱中干燥2小时；以20MPa压力将粉体压型制成棒状发热体；放入管式炉中在氢气气氛中进行脱蜡和预烧；将预烧后的样品放入真空烧结炉中烧结成成品，具体工艺为：升温至1300℃时保温40min，升温至1500℃时保温50min；在高温炉温度达到700℃时将样品放入，再升温至1400℃，氧化时间为6小时，生成了一层10μm的SiO2保护膜。
通过对本发明实施例1~3以及对比例1~6制备得到的改性二硅化钼材料进行如下性能测试，测试结果如下表1所示。
测试项目：
（1）根据标准GB/T1423-1996《贵金属及其合金密度的测试方法》测试本发明实施例1~3以及对比例1~6制备得到的改性二硅化钼材料的相对密度，测试结果见下表1所示。
（2）使用维氏硬度计加载，测试本发明实施例1~3以及对比例1~6制备得到的改性二硅化钼材料压痕值和裂纹尺寸，并根据公式计算得到材料的硬度值和断裂韧性值，测试结果见下表1所示。
使用维氏硬度计测定材料的硬度，读取压痕两个对角线长度d1和d2，并计算平均值d=(d1+d2)/2，再通过下述公式（1）计算出硬度值：
Figure 963419DEST_PATH_IMAGE001
(1)
式中，P为试样上所加载的载荷，d为压痕对角线平均值。
采用维氏压痕法（Indentation Microfracture，简称IM法）测试样品的断裂韧性。IM法是用维氏硬度计在试样抛光面上加载，由于四边形压头的四个顶点处有较大的应力集中，在压头下方塑性区首先诱发初始裂纹，当压力大于临界载荷时裂纹充分发展，穿出表面形成可见裂纹，根据下述公式（2）计算断裂韧性值：
Figure 658842DEST_PATH_IMAGE002
(2)
式中，H V 是维氏硬度，a是压痕对角线半长，c为裂纹半长，K IC 为断裂韧性值。
表1 各材料的产品性能
Figure 493943DEST_PATH_IMAGE003
由上表1可知，本发明实施例1~3制备得到的改性二硅化钼材料的相对密度可高达99.06%~99.84%，均大于99%，硬度可达到9GPa以上，断裂韧性可达到8MPa·m1/2以上，明显要高于对比例1~6制备得到的相对密度、硬度以及断裂韧性。可见，采用本发明实施例提供的制备方法制备得到的改性二硅化钼材料具有高致密度、高硬度和优异的断裂韧性的优点。
由实施例1和对比例1-2的对比结果可知，实施例1采用铝和铬合金元素对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度可达到99.84%、硬度可达到9239.26MPa、断裂韧性可达到8.19MPa·m1/2，而对比例1仅采用铝元素对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的改性二硅化钼材料硬度和断裂韧性要明显小于实施例1的改性二硅化钼材料。可见，采用铝元素对二硅化钼材料进行合金化改性，可以明显提高材料的硬度和断裂韧性。对比例2仅采用铬元素对对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的改性二硅化钼材料的硬度和断裂韧性均明显要小于实施例1的改性二硅化钼材料。可见，采用铬元素对二硅化钼材料进行合金化改性，可以明显提高材料的硬度和断裂韧性。
由实施例1和对比例3的对比结果可知，实施例1采用铝和铬合金元素对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度可达到99.84%、硬度可达到9239.26MPa、断裂韧性可达到8.19MPa·m1/2，而对比例3未添加铝和铬合金元素对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的二硅化钼材料的致密度为98.40%、硬度为9886.90MPa、断裂韧性为7.43MPa·m1/2。由此可见，通过添加铝和铬合金元素对二硅化钼材料进行合金化改性，可以显著提升二硅化钼材料的致密度和断裂韧性。
由实施例1和对比例4的对比结果可知，实施例1采用铝和铬合金元素对二硅化钼材料进行合金化改性，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度可达到99.84%、硬度可达到9239.26MPa、断裂韧性可达到8.19MPa·m1/2，而对比例4仅采用一次热等静压工艺制备得到的改性二硅化钼材料的致密度为98.31%、硬度为9086.89MPa、断裂韧性为7.28MPa·m1/2。可见，本发明采用两步热等静压处理工艺可有效提升二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性。
由实施例1与对比例5-6的对比结果可以看出，采用本发明例提供的制备方法制得的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性均明显优异于采用对比例5或6提供的制备方法所制备得到的二硅化钼材料。
此外，本发明经多次反复试验研究发现，一次、二次热等静压处理的温度对于材料的致密度、硬度和断裂韧性具有显著影响，具体见下述对比例7-10。
对比例7
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法除了将一次热等静压处理的温度调整为1050℃之外，其余的原料组成及工艺参数均与实施例1相同。
对比例8
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法除了将一次热等静压处理的温度调整为1300℃之外，其余的原料组成及工艺参数均与实施例1相同。在试验过程中发现碳钢包套融化，无法成形产品。
对比例9
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法除了将二次热等静压处理的温度调整为1250℃之外，其余的原料组成及工艺参数均与实施例1相同。
对比例10
本对比例提供了一种改性二硅化钼材料，其制备步骤如下与上述实施例1的改性二硅化钼材料的制备方法除了将二次热等静压处理的温度调整为1550℃之外，其余的原料组成及工艺参数均与实施例1相同。
采用上述的测试方法对上述对比例7-10制备得到的改性二硅化钼材料进行致密度、硬度和断裂韧性测试，测试结果见下表2。
表2
Figure 972329DEST_PATH_IMAGE004
由上表1、2可知，由实施例1与对比例7~8的对比结果可知，当一次热等静压处理的温度小于1100℃时，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性均明显小于实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性；当一次热等静压处理的温度大于1250℃时，碳钢包套融化，无法成形产品，因此，一次热等静压处理的温度优选为1100℃~1250℃。由实施例1与对比例9~10的对比结果可知，当二次热等静压处理的温度小于1300℃时，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性均明显小于实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性；当二次热等静压处理的温度大于1500℃时，制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性均明显小于实施例1制备得到的改性二硅化钼材料的致密度、硬度和断裂韧性。因此，一次热等静压处理的温度优选为1300℃~1550℃。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合、球磨，得到混合球磨物料，所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的原子百分含量比为（1~5at%）：（1~5at%）：（98~90at%），所述铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末的平均粒径均为10µm~100µm；
将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理后，进行一次热等静压处理，得到二硅化钼压件，所述一次热等静压处理的温度为1100℃~1250℃、压力为150MPa~200MPa；
去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料，对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理，得到所述改性二硅化钼材料，所述二次热等静压处理的温度为1300℃~1500℃、压力为150MPa~200MPa。
2.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，所述改性二硅化钼材料中的铝元素的原子百分含量为1~5at%，所述改性二硅化钼材料中的铬元素的原子百分含量为1~3at%。
3.根据权利要求2所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，所述铝元素和铬元素的总原子百分含量为2at%~7at%。
4.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，所述将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行球磨，得到混合球磨物料的步骤，包括：
将铝粉末、铬粉末和二硅化钼粉末进行混合，得到混合物料；
在惰性气体保护下，以玛瑙球或氧化锆球作为高能球进行球磨，得到混合球磨物料，其中，球磨转速为250r/min~500r/min，所述高能球与所述混合物料的球料比为1:1~10:1，球磨时间为4h~12h。
5.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，所述一次热等静压处理的保温保压时间为1h~4h；
和/或，所述二次热等静压处理的保温保压时间为1h~4h。
6.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，在去除所述二硅化钼压件的碳钢包套，得到二硅化钼坯料的步骤中，冷却降温速率不大于5℃。
7.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，在对所述二硅化钼坯料进行二次热等静压处理的步骤中，还包括：
对二次热等静压处理后的坯料进行冷却，冷却降温速率不大于5℃。
8.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，所述铝粉末的纯度≥99.5%，所述铬粉末的纯度≥99.5%，所述二硅化钼粉末的纯度≥99%。
9.根据权利要求1所述的改性二硅化钼材料的制备方法，其特征在于，在将所述混合球磨物料填充至碳钢包套中，经密封、脱气处理的步骤中，所述碳钢包套中的粉末填充密度≥60%，密封真空度为10-2~10-4Pa，脱气温度为400℃~600℃，脱气时间为5h~10h。
10.一种改性二硅化钼材料，所述改性二硅化钼材料由如权利要求1~9任一项所述的改性二硅化钼材料制备得到，所述改性二硅化钼材料的化学通式为(Mo1-xCrx)(Si1-yAly)2，其中x取值范围：0.03~0.15，y取值范围：0.015~0.075。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818057C1 (ru) * 2023-07-11 2024-04-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Шихта для получения композиционного материала на основе дисилицида молибдена

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH312298A (de) * 1950-07-11 1955-12-31 A Long Roger Verfahren zur Herstellung von Formkörpern von hoher Warmfestigkeit und nach dem Verfahren erhaltener Formkörper.
JPH10139548A (ja) * 1996-11-05 1998-05-26 Koichi Niihara 二珪化モリブデン系複合材料およびその製造方法
US6197247B1 (en) * 1997-05-30 2001-03-06 The Regents Of The University Of California Molybdenum disilicide composites
US20040043241A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 Korea Institute Of Machinery And Materials Porous molybdenum disilicide-based material prepared by self-propagating high temperature synthesis process, and method for preparing the same
CN100999023A (zh) * 2007-01-04 2007-07-18 北京科技大学 一种高强度的二硅化钼复合材料及其制备方法
CN102203032A (zh) * 2008-10-22 2011-09-28 山特维克知识产权股份有限公司 硅化钼复合材料
CN103060654A (zh) * 2013-02-02 2013-04-24 中国矿业大学 一种抗低温氧化的二硅化钼基合金及其制备工艺
CN103159482A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 洛阳新巨能高热技术有限公司 一种Mo(Sil-x,Alx)2/MoSi2复相硅化钼材料发热体的制备方法
CN104261835A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 中南大学 一种二硅化钼发热元件制备方法
CN104498748A (zh) * 2014-11-18 2015-04-08 航天材料及工艺研究所 一种高性能粉末冶金高铌TiAl系金属间化合物的制备方法
CN105331939A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 安泰科技股份有限公司 一种含硅合金靶材及其制备方法
CN108330429A (zh) * 2018-02-11 2018-07-27 西安理工大学 一种二硅化钼复合涂层及其制备方法
CA3092946A1 (en) * 2018-03-18 2019-09-26 Sandvik Intellectual Property Ab A heating element comprising chromium alloyed molybdenum disilicide and the use thereof
CN112996762A (zh) * 2018-11-16 2021-06-18 康特霍尔公司 制造加热元件的铬合金化硅化钼部分的新方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH312298A (de) * 1950-07-11 1955-12-31 A Long Roger Verfahren zur Herstellung von Formkörpern von hoher Warmfestigkeit und nach dem Verfahren erhaltener Formkörper.
JPH10139548A (ja) * 1996-11-05 1998-05-26 Koichi Niihara 二珪化モリブデン系複合材料およびその製造方法
US6197247B1 (en) * 1997-05-30 2001-03-06 The Regents Of The University Of California Molybdenum disilicide composites
US20040043241A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 Korea Institute Of Machinery And Materials Porous molybdenum disilicide-based material prepared by self-propagating high temperature synthesis process, and method for preparing the same
CN100999023A (zh) * 2007-01-04 2007-07-18 北京科技大学 一种高强度的二硅化钼复合材料及其制备方法
CN102203032A (zh) * 2008-10-22 2011-09-28 山特维克知识产权股份有限公司 硅化钼复合材料
CN103159482A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 洛阳新巨能高热技术有限公司 一种Mo(Sil-x,Alx)2/MoSi2复相硅化钼材料发热体的制备方法
CN103060654A (zh) * 2013-02-02 2013-04-24 中国矿业大学 一种抗低温氧化的二硅化钼基合金及其制备工艺
CN105331939A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 安泰科技股份有限公司 一种含硅合金靶材及其制备方法
CN104261835A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 中南大学 一种二硅化钼发热元件制备方法
CN104498748A (zh) * 2014-11-18 2015-04-08 航天材料及工艺研究所 一种高性能粉末冶金高铌TiAl系金属间化合物的制备方法
CN108330429A (zh) * 2018-02-11 2018-07-27 西安理工大学 一种二硅化钼复合涂层及其制备方法
CA3092946A1 (en) * 2018-03-18 2019-09-26 Sandvik Intellectual Property Ab A heating element comprising chromium alloyed molybdenum disilicide and the use thereof
CN111869317A (zh) * 2018-03-18 2020-10-30 山特维克知识产权股份有限公司 包含铬合金化二硅化钼的加热元件及其用途
CN112996762A (zh) * 2018-11-16 2021-06-18 康特霍尔公司 制造加热元件的铬合金化硅化钼部分的新方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T. DASGUPTA ET AL.，: "Improved ductility and oxidation resistance in Nb and Al co-substituted MoSi2", 《INTERMETALLICS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818057C1 (ru) * 2023-07-11 2024-04-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Шихта для получения композиционного материала на основе дисилицида молибдена

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