[发明专利]一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，包括以下重量分数的组分：LuO₂ 1.2～2％、TiH₂ 0.01～0.05％、ZrH₂ 0.01～0.05％、C 0.02～0.08％，余量为Mo。本发明钼基复合材料采用的氧化镥陶瓷相与原位反应TiC、ZrC陶瓷相具有弥散强化和固溶强化作用，氧化镥陶瓷相在晶界富集，能够抑制晶粒生长，同时提高基体致密度，材料抗高温蠕变能力得到显著提高。

技术领域

本发明涉及金属复合材料领域，尤其涉及一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料及其制备方法。

背景技术

钼是具有重要战略意义的稀有金属，与其他难熔金属(如Ta、Nb等)相比，钼不但具有优良的导热、导电以及耐腐蚀性能，而且具有低的热膨胀系数、较高的硬度，此外还有好的高温强度，因而广泛应用于冶金、机械、石油、化工、国防、航空航天等诸多领域。通常情况下，纯钼的使用都被限制在它的再结晶温度(1000℃左右)以内，因为一旦钼发生再结晶，生成的粗大再结晶组织使脆性显著增加，并且有害的杂质元素就容易富集在等轴的晶界上，从而使得钼不但丧失其优良的高温性能，而且大大的降低了其在常温的性能。因此，如何降低钼的塑脆转变温度和提高钼的使用温度和高温性能是扩大金属钼使用范围的关键问题。

发明内容

针对现有纯钼金属温度适应性差的问题，本发明提供一种氧化镥颗粒增强钼基复合材料，包括以下重量分数的组分：LuO₂1.2～2％、TiH₂0.01～0.05％、ZrH₂0.01～0.05％、C0.02～0.08％，余量为Mo。其中，LuO₂的粒度为0.5～1.5μm，TiH₂的粒度为1～5μm，ZrH₂的粒度为1～5μm，C粉粒度为0.5～0.8μm，Mo的粒度为2.5～3.5μm。

本发明氧化镥颗粒增强钼基复合材料的制备方法如下：

1)按比例将LuO₂粉末、TiH₂粉末、ZrH₂粉末和碳粉分别干燥后与纯钼混合，真空球磨后得混合粉末；

2)将步骤1)所得混合粉末置入模具中冷等静压制成生坯；

3)将步骤2)制得的生坯置入烘干机中烘干；

4)将步骤3)烘干后的生坯置入氢气炉中，升温至1200～1300℃烧结30～90min，继续升温至1900～2050℃，烧结200～300min，即得。

其中，步骤1)中，球磨转速为60～120rpm，时间为10～15h；步骤2)中，冷等静压压力为160～200MPa，时间为120～300s；步骤3)中，烘干温度为60～100℃，烘干时间为45～60min。

本发明的有益效果是：本发明钼基复合材料采用的氧化镥陶瓷相与原位反应TiC、ZrC陶瓷相具有弥散强化和固溶强化作用，氧化镥陶瓷相在晶界富集，能够抑制晶粒生长，同时提高基体致密度，材料抗高温蠕变能力得到显著提高；本发明钼基复合材料室温下的抗弯强度为1000～1500MPa，在800℃的抗弯强度为300～450MPa，在1200℃的抗弯强度为150～240MPa，远高于纯钼、TZM合金在相同温度下的强度，最高致密度大于99％。

附图说明

图1为实施例1制备的钼基复合材料粉体扫描电镜照片；

图2为实施例1制备的钼基复合材料的扫描电镜照片；

图3为实施例2制备的钼基复合材料的扫描电镜照片；

图4为实施例3制备的钼基复合材料的扫描电镜照片。

具体实施方式