[发明专利]一种高纯难熔金属块体的制备方法

说明书

本发明提供一种高纯难熔金属块体的制备方法，涉及金属冶金技术领域。一种高纯难熔金属块体的制备方法，选用与待烧结金属粉末难相溶的金属包覆料制成包覆片，用包覆片包裹待烧结的金属粉末。且金属粉末未被包覆片完全密封。将包裹的物料经过真空烧结，得到外表面完全被包覆料覆盖的烧结物，然后去除烧结物外表面的包覆料，即得到无碳污染的高纯块体。在烧结过程中，随温度升高，包裹料融化成液体。液体金属紧密附着在待烧结金属的表面，形成屏障，良好隔绝高温环境下碳气氛对物料的影响。包覆料简单、灵活的适用烧结过程，普通高温烧结设备即可完成加工，可适用于高纯度需求的难熔金属块体的高效低成本烧结成型。

技术领域

本发明涉及金属冶金技术领域，且特别涉及一种高纯难熔金属块体的制备方法。

背景技术

难熔金属材料通常指钨、钼、钽、铌、钛及其合金等，这些材料因熔点很高，通常采用粉末冶金工艺来成型各种产品，由于它们的高熔点、高密度、良好导热导电性能、低热膨胀系数、高温抗变形能力和较好耐磨性等特性，使其成为高温、强辐射等使用场合的首选材料，在电子、电力、国防军工、窑炉热场加热和结构件中受到广泛应用。

但上述这些难熔金属及其合金材料的优异性能与其纯度、致密度等都有很大的关系。在电子、太阳能等行业，常使用W、Mo、Ta、Nb、Zr、Ti、Co、Ni等高纯或二、三及多元合金用作溅射靶材及传感器，而合金材料的高纯度是保证产品质量和保证产品在使用过程中稳定性的重要条件。在靶材方面，只有保证较高的纯度才能保证溅射出膜层的均匀性和一致性。若是靶材中杂质较高，则材料的电性能将下降，还会导致溅射薄膜的厚度不均匀，降低膜层的附着强度，最终影响溅射薄膜的性能。

发明人研究发现，在获取高纯度粉末冶金制品的过程中，除了要保证原材料的高纯度外，还需严控后续加工过程中杂质的带入。现有技术中，为了提高靶材的纯度，一种是采用电子束熔炼的方法，但这种方法成本高，操作复杂，熔炼后的坯材金属晶粒粗大，后续加工困难，很难保证成品靶材要求的的细小均匀的晶粒组织。另外一种是采用热等静压法，但这种方法的缺点是设备成本高，工艺及操作相对复杂，得到靶材的密度不易控制，而且由于设备规格的限制，很难制备出大规格尺寸的钼靶材。而常规的高温热压炉的方法，虽方便制取粉末冶金制品，但其中的碳气氛易在制品中引入杂质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯难熔金属块体的制备方法，此制备方法简单、灵活，能有有效隔绝高温环境下碳气氛对物料的影响，得到高纯块体材料。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种高纯难熔金属块体的制备方法，包括以下步骤：

S1，用包覆片包裹待烧结金属粉末，使待烧结金属粉末被完全包裹住，得到待烧结物，其中，所述包覆片由与所述待烧结金属粉末难相溶的金属包覆料制成；

S2，所述待烧结物经过真空烧结，得到外表面完全被所述包覆料覆盖的烧结物；

S3，去除所述烧结物外表面的所述包覆料，得到无碳污染的高纯难熔金属块体。

本发明实施例的高纯难熔金属块体的制备方法的有益效果是：

选用与待烧结金属粉末难相溶的材质作为包覆料，包覆料与待烧结金属粉末基本上不发生反应。在真空烧结过程中，包覆料制成的包覆片包覆住待烧结金属粉末。且由于包覆片未完全进行密封，保证抽真空的进行。在真空烧结设备中，抽真空后进行高温烧结。随着温度的升高，包覆片熔化成液体。液体金属紧密附着在待烧结金属的表面，形成屏障，良好隔绝高温环境下碳气氛对物料的影响。包覆料简单、灵活的适用烧结过程，普通高温烧结设备即可完成加工，可适用于高纯度需求的难熔金属材料的高效低成本烧结成型。

附图说明