[发明专利]一种高强度高吸气性能Zr-V系吸气材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度高吸气性能Zr‑V系吸气材料的制备方法，属于电真空吸气元件制备技术领域。该制备方法首先在Zr‑V系吸气材料粉体表面镀一层Ni包覆层，然后采用粉末冶金工艺将表面镀Ni的吸气材料粉体压制成型并烧结，得到高强度高吸气性能Zr‑V系吸气材料。该制备方法特别适合应用于制备烧结困难的Zr‑V系吸气材料，采用该方法可以实现在较低的烧结温度下(≤700℃)制备出具有良好结合强度、优秀吸气性能的多孔烧结型Zr‑V系吸气材料，所制备的吸气材料特别适用于服役条件苛刻的电真空器件领域，如抖动陀螺仪、车载红外探测器等。

技术领域

本发明涉及一种吸气材料制备方法，特别涉及一种高强度高吸气性能Zr-V系吸气材料的制备方法，属于电真空吸气元件制备技术领域。

背景技术

吸气材料是广泛应用于电真空器件领域的一类功能材料，吸气材料通过物理或化学吸附的作用对H₂、CO、H₂O等活性气体进行吸收，从而实现电真空器件内部真空工作环境的长效维持。

Zr-V系吸气材料(如ZrVFe、ZrVMn、ZrVCr等材料)是工程应用中比较常见的一类吸气材料，该类吸气材料具有激活温度低、吸气性能好的突出性能优点。然而，Zr-V系吸气材料烧结特性较差，采用传统粉末冶金工艺制备的烧结体通常机械强度不佳，使用过程中容易掉粉，从而严重限制了该类吸气材料在高冲击振动环境下的应用。

如何提高Zr-V系吸气材料的烧结强度一直是工程应用中的技术难点。提高材料的烧结温度，对改善该类材料机械强度的作用十分有限，并且还会使所制备的吸气材料的吸气性能大幅恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高吸气性能Zr-V系吸气材料的制备方法。该方法可在较低烧结温度下(≤700℃)制备得到强度高、吸气性能好的Zr-V系吸气材料。通过较低温度下(≤700℃)烧结的工艺制备出高强度的Zr-V系吸气材料对于该类材料在电真空领域实现更广泛的应用具有重要意义。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高强度高吸气性能Zr-V系吸气材料的制备方法，包括以下步骤：首先在Zr-V系吸气材料粉体表面镀一层Ni包覆层，然后采用粉末冶金工艺将该表面镀Ni处理后的吸气材料粉体压制成型并烧结，得到高强度高吸气性能Zr-V系吸气材料。

该制备方法具体包括以下步骤：

(1)将Zr-V系吸气材料粉体进行筛分，将筛分后粒度适宜的Zr-V系吸气材料粉体作为原料粉体；

(2)采用化学镀工艺在原料粉体表面镀一层Ni包覆层，然后清洗、干燥；

(3)将上述表面镀有Ni包覆层的吸气材料粉体压制成型，得到坯材；

(4)将上述坯材在真空环境下进行烧结，制得具有高强度、高吸气性能的吸气材料。

在步骤(1)中，所述的Zr-V系吸气材料可以为ZrVFe、ZrVMn和ZrVCr等吸气材料中的一种或几种，筛分后原料粉体的粒度范围为5～50μm。

在步骤(2)中，所述的Ni包覆层的厚度为100nm～1μm。镀Ni处理后的粉体采用无水乙醇清洗，并在真空烘箱中于50～80℃进行干燥处理。

在步骤(3)中，采用模压成型或等静压成型等传统粉末冶金成型工艺，将表面镀有Ni包覆层的吸气材料粉体压制成型，得到相对密度为45-70％的坯材。

在步骤(4)中，吸气材料坯材真空烧结温度为700℃以下，烧结时间为10-30min，烧结过程中系统真空度优于3.0×10^-3Pa。