[发明专利]层状贵金属复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种层状贵金属复合材料的制备方法。

背景技术

难熔金属一般指熔点高于1650℃并有一定储量的金属，如W、Ta、Mo、Nb、Hf、Cr、V、Zr和Ti。难熔金属具有优异的高温强度、抗腐蚀性和耐高温等性能，但其高温抗氧化性差，从而影响难熔金属材料的发展应用。对铂族金属而言，由于Pt、Rh、Pd等元素具有高熔点、良好的成形性和可焊性、优异的抗腐蚀性和抗氧化性等特点而被广泛应用于高温领域。但是，贵金属价格昂贵，且在高温服役条件下存在强度低，易产生蠕变变形和失效的问题。为弥补上述两类元素各自的短处，充分发挥各自的优势功能，在难熔金属表面涂覆铂族金属以弥补难熔金属高温抗氧化性差的问题，已成为国内外科技工作者研究的热点。

目前，国内外对难熔金属与贵金属相结合，发挥各自优势功能的研究主要集中在贵金属涂层技术方面。采用的方法主要包括电镀法、化学气相沉积法和靶材通电溅射法等。电镀法可制备大面积涂层和在复杂结构部件表面沉积涂层，但是涂层应力较大、与基体的结合较差，镀层制备成本高，电解液有剧毒。而化学气相沉积速率低，制备的涂层遇有多孔结构，涂层与基体结合差。因此。以上方法制备的铂族金属涂层与基体难熔金属之间的未形成冶金结合，其界面的结合强度低。其次，采用涂层技术在基体上涂覆的铂族金属的厚度较薄，一般在100μm以内，对于较厚的铂族金属层，采用涂层方法处理效果不理想。

本发明人考虑，提供一种具有良好的界面结合强度的层状贵金属复合材料的制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种层状贵金属复合材料的制备方法，制备的层状贵金属复合材料具有良好的界面结合强度。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种层状贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将第一粉末在800~900℃下保温氧化，得到第二粉末，所述第一粉末包括第一铂族金属和第一活性元素，所述第一活性元素为Zr、Y、Er、La和Ce中的一种或多种；

将第三粉末在800~900℃下保温氧化，得到第四粉末，所述第三粉末包括第二铂族金属和第二活性元素，所述第二活性元素为Zr、Y、Er、La和Ce中的一种或多种；

将第二粉末、难熔金属粉末和第四粉末依次平铺叠加，形成复合层状粉末；

将所述复合层状粉末在1000~1500℃下真空烧结，压制成型，得到层状贵金属复合材料。

优选的，所述第一粉末按照如下方法制备：

将第一铂族金属与第一活性元素混合，熔炼，制粉后得到第一粉末。

优选的，所述第一粉末的保温氧化的时间为4~8小时。

优选的，，所述第三粉末按照如下方法制备：

将第二铂族金属与第二性元素混合，熔炼，制粉后得到第三粉末。

优选的，所述第三粉末的保温氧化的时间为4~8小时。

优选的，所述难熔金属为钽、铌、钛和钼中的一种或多种。

优选的，所述复合层状粉末中的第二粉末、难熔金属粉末与第四粉末的厚度比为1~4：2~8：1~4。

优选的，所述形成复合层状粉末的步骤具体为：

将第二粉末平铺于容器中，形成第二粉末层；

将难熔金属粉末平铺于所述第二粉末层上表面，形成难熔金属粉末层；

将第四粉末平铺于所述难熔金属粉末层上表面，得到复合层状粉末。

优选的，所述真空烧结的时间为4~20小时。

优选的，所述压制成型步骤具体为：

将烧结得到的烧结坯在150~250MPa下进行第一次压制成型；

将第一次成型后的坯锭置于真空炉中进行退火，得到退火坯锭，退火温度为1100~1300℃，退火时间为30~60min；

将所述退火坯锭在250~350MPa下进行第二次压制成型。