[发明专利]钼‑钨酸钪复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

材料由于晶格热振动的非简谐振动效应而产生“热胀冷缩”。但是有些材料却与此相反，它们在加热时收缩而在冷却时膨胀，即具有“负热膨胀”（Negative Thermal Expansion，简称NTE）效应，我们称此类材料为负热膨胀材料或热致收缩材料。钨酸钪在1200℃以下表现出负热膨胀行为。

钨酸钪在技术上的重要性主要体现高的负膨胀性质为控制高膨胀材料的膨胀系数而又不破坏高膨胀材料的优异性能提供了可能；提供了难得的室温以至近室温的热致收缩化合物，填补了热致收缩化合物在室温区间的空白。因此钨酸钪的研究受到科学界和工业界的关注，最具研究价值和应用前景。而现有的钨酸钪金属基复合材料主要在室温下使用，在高温环境中易膨胀，强度差，无法实现在高温环境中正常使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的钨酸钪金属基复合材料在高温环境中易膨胀，强度差的技术问题，提供了一种钼-钨酸钪复合材料及其制备方法。

钼-钨酸钪复合材料按质量百分含量由35%～75%钨酸钪、1%～10%铁和20%～60%钼制成；所述钨酸钪的质量纯度不小于98%，铁的质量纯度不小于99%。

钼-钨酸钪复合材料的制备方法按照以下步骤进行：

一、按质量百分含量称取35%～75%钨酸钪、1%～10%铁和20%～60%钼；所述钨酸钪的质量纯度不小于98%，铁的质量纯度不小于99%；

二、将步骤一的原料分散在分散剂中，分散剂的用量为原料总体积的1～2倍，得到浆料，将所述浆料在真空条件下烘干，然后将烘干后的浆料球磨研碎，得到混合粉料；

三、将混合粉料在温度为1200℃～1250℃、压力为30MPa～60MPa的条件下保温烧结1h～3h，得到钼-钨酸钪复合材料。

本发明具有以下优点：

1、本发明通过将铁粉引入到钼-钨酸钪复合材料体系中，以提高材料的高温强度，并利用机械合金化降低了钼-钨酸钪复合材料的烧结温度，在较低温度下能达到钼与钨酸钪键合的目的，可避免陶瓷相与基体之间的分离，从而制备出性能优良的耐高温钼-钨酸钪复合材料。

2、本发明制备的钼-钨酸钪复合材料的室温抗拉强度为300MPa～400MPa，600℃抗拉强度为120MPa～160MPa，25℃～600℃热膨胀系数为－1×10^-6K^-1～0.3×10^-6K^-1，弹性模量≤100GPa。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式中钼-钨酸钪复合材料按质量百分含量由35%～75%钨酸钪、1%～10%铁和20%～60%钼制成；所述钨酸钪的质量纯度不小于98%，铁的质量纯度不小于99%。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是钼-钨酸钪复合材料按质量百分含量由40%～70%钨酸钪、3%～7%铁和25%～55%钼制成。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是钼-钨酸钪复合材料按质量百分含量由60%钨酸钪、5%铁和35%钼制成。其它与具体实施方式一或二之一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述钨酸钪为粒径不大于3μm的钨酸钪粉末，铁为粒径不大于10μm的铁粉，钼为粒径不大于3μm的钼粉。。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式钼-钨酸钪复合材料的制备方法按照以下步骤进行：

一、按质量百分含量称取35%～75%钨酸钪、1%～10%铁和20%～60%钼；所述钨酸钪的质量纯度不小于98%，铁的质量纯度不小于99%；

二、将步骤一的原料分散在分散剂中，分散剂的用量为原料总体积的1～2倍，得到浆料，将所述浆料在真空条件下烘干，然后将烘干后的浆料球磨研碎，得到混合粉料；

三、将混合粉料在温度为1200℃～1250℃、压力为30MPa～60MPa的条件下保温烧结1h～3h，得到钼-钨酸钪复合材料。