[发明专利]一种Nb-Si-C合金棒材及其制备方法

权利要求书

1.一种Nb-Si-C合金棒材，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：硅10％～20％，碳5％～15％，余量为铌和不可避免的杂质；制备所述Nb-Si-C合金棒材的方法包括以下步骤：

步骤一、将硅粉、碳粉和铌粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为200rpm～300rpm、球料比为(8～12):1的条件下球磨15h～25h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为硅粉、碳粉和铌粉总质量的2～4倍，无水乙醇体积的单位为mL，硅粉、碳粉和铌粉总质量的单位为g；所述硅粉的质量纯度不小于99.5％，所述碳粉的质量纯度不小于99.5％，所述铌粉的质量纯度不小于99.5％；

步骤二、将步骤一中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于烧结炉中，在真空度小于1×10^-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到Nb-Si-C烧结体；所述烧结处理的温度为1500℃～1700℃，时间为1h～3h；

步骤三、将步骤二中所述Nb-Si-C烧结体置于真空自耗电弧熔炼炉中，在真空度小于1×10^-2Pa的条件下电弧熔炼2～4次，冷却后得到Nb-Si-C铸锭，然后将所述Nb-Si-C铸锭切割加工成半成品棒材；所述电弧熔炼的熔炼电流为9kA～11kA，熔炼电压为40V～50V；

步骤四、对步骤三中所述半成品棒材进行打磨去除表面杂质氧的化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10^-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Nb-Si-C合金棒材；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为1A～2A，熔炼电压为40kV～50kV。

2.按照权利要求1所述的一种Nb-Si-C合金棒材，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：硅12％～18％，碳8％～12％，余量为铌和不可避免的杂质。

3.按照权利要求2所述的一种Nb-Si-C合金棒材，其特征在于，由以下原子百分比的原料制成：硅15％，碳10％，余量为铌和不可避免的杂质。

4.一种制备如权利要求1～3中任一权利要求所述Nb-Si-C合金棒材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将硅粉、碳粉和铌粉置于球磨机中，以无水乙醇为分散剂，在转速为200rpm～300rpm、球料比为(8～12):1的条件下球磨15h～25h，球磨后在真空条件下烘干，得到混合粉末；所述无水乙醇的体积为硅粉、碳粉和铌粉总质量的2～4倍，无水乙醇体积的单位为mL，硅粉、碳粉和铌粉总质量的单位为g；所述硅粉的质量纯度不小于99.5％，所述碳粉的质量纯度不小于99.5％，所述铌粉的质量纯度不小于99.5％；

步骤二、将步骤一中所述混合粉末压制成型，得到坯料，然后将所述坯料置于烧结炉中，在真空度小于1×10^-2Pa的条件下进行烧结处理，随炉冷却后得到Nb-Si-C烧结体；所述烧结处理的温度为1500℃～1700℃，时间为1h～3h；

步骤三、将步骤二中所述Nb-Si-C烧结体置于真空自耗电弧熔炼炉中，在真空度小于1×10^-2Pa的条件下电弧熔炼2～4次，冷却后得到Nb-Si-C铸锭，然后将所述Nb-Si-C铸锭切割加工成半成品棒材；所述电弧熔炼的熔炼电流为9kA～11kA，熔炼电压为40V～50V；

步骤四、对步骤三中所述半成品棒材进行打磨去除表面杂质氧的化皮，打磨后将所述半成品棒材在真空度小于1×10^-3Pa的条件下进行电子束区域熔炼，冷却后得到Nb-Si-C合金棒材；所述电子束区域熔炼的熔炼电流为1A～2A，熔炼电压为40kV～50kV。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述烘干的温度为100℃～120℃。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述烧结处理的温度为1600℃，时间为2h。