[发明专利]一种机械合金化制备TiB2陶瓷相增强Co基合金复合粉末的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种机械合金化制备TiB₂陶瓷相增强Co基合金复合粉末的方法。

背景技术

在太阳能利用技术中，把太阳光聚集起来进行热发电，是大规模开发利用太阳能的重要途径，亦是我国未来能源发展的重要举措。在太阳能热发电的关键技术中，高温储热技术可以克服太阳辐射受昼夜、天气及季节变化的制约，有利于电站的连续稳定运行，提高电站的热发电效率。在高温储热材料研究方面，金属及合金由于相变潜热高、储热密度大、导热系数高、过冷度小、热膨胀小、使用寿命长等优点而受到研究者们广泛关注。研究表明，金属合金相变储热材料主要集中在铝基合金。然而铝基合金作为一种固-液相变储热材料，在高温液态时会对金属容器或换热管造成比较严重的腐蚀现象，从而降低金属容器或换热管的使用寿命，增加太阳能热发电成本，降低太阳能热发电的整体发电效率。

硼化物陶瓷是一种新型陶瓷材料，具有比氧化物陶瓷、碳化物陶瓷更优异的理化性能，二硼化钛（TiB₂）兼有结构陶瓷和功能陶瓷双重用途，具有极其优异的物理化学性能，例如：高温硬度高、密度和电阻率低、热传导性好、化学稳定性好，抗氧化温度高，与铝等熔融金属不反应，高温力学性能优异等，因而被认为是制造新一代金属陶瓷的很有发展前途的硬质增强相。然而由于采用热喷涂技术喷涂高纯的TiB₂粉末来制备耐熔融金属腐蚀涂层较为困难，这也严格限制了该材料的应用和推广。

发明内容

本发明为了克服以上缺陷而提供一种机械合金化制备TiB₂陶瓷相增强Co基合金复合粉末的方法，机械合金化技术是一种制备颗粒增强复合粉末的高新技术，它是将不同的粉末按一定比例混合，在高能球磨机中长时间运转，粉末经磨球的碰撞、挤压、重复地发生变形、断裂、焊合、原子间相互扩散或进行固态反应，同时使硬质增强粒子均匀的嵌入金属颗粒中得到颗粒增强复合粉末，具有该方法制造工艺简单，易于控制，适用成分范围广。

本发明为了实现上述目的而采取的技术方案，一种机械合金化制备TiB₂陶瓷相增强Co基合金复合粉末的方法，该方法按以下步骤进行：

a. 将TiB₂粉、钴基合金粉按所需比例配制，放入不锈钢球磨罐中；

b. 在不锈钢球磨罐中，按TiB₂粉、Co基合金粉总质量的10倍加入不锈钢磨球；

c. 在球磨罐中充入保护气体，开始球磨，球磨时间为6小时，球磨结束，静置至球料充分冷却后取出粉末。

本发明的特点还在于：

其中TiB₂粉由质量分数为Ti≥67.0%，B≥30.0%，O<1.5%，C<1.2%，Fe<0.2%组成，平均粒度为6~7μm。

其中Co基合金粉由质量分数为Co余量，Cr≤30.0%，W≤4.5%，C≤1.0%，Ni≤3.0%，Si≤1.4%组成，平均粒度为15~45μm。

其中TiB₂粉和Co基合金粉的质量比为40:60~75:25。

其中球磨罐中充入的保护气体为氮气。

球磨工艺为功率28.8Hz，转速370转/分，正反转间隔时间为30min。

TiB₂陶瓷相增强Co基合金复合粉末粒度为20~30μm。

与现有技术相比，本发明的优点在于，本发明采用高能球磨的机械合金化法，使TiB₂粉嵌入至Co基合金中形成硬质相增强金属基复合粉末，该方法制造工艺简单，易于控制，适用成分范围广。

具体实施方式

实施例1：