[发明专利]一种复合稀土钨/钼酸盐共晶细化难熔金属的方法

说明书

一种复合稀土钨/钼酸盐共晶细化难熔金属的方法，属于难熔金属粉末制备技术领域。首先采用液相共沉淀法、水热法或固相反应法合成二元或者多元共晶稀土钨/钼酸盐。随后采用液相混合或液固混合的方法在二元或者多元共晶稀土钨/钼酸盐中加入难熔金属盐或难熔金属氧化物并经过分散、焙烧、研磨等过程得到二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐复合氧化钨/钼前驱粉体；随后对前驱粉体进行氢气还原，采用两段式还原法，先升温到400‑700℃，对粉体进行初步还原，随后继续升温到750‑1200℃，将粉体还原成以难熔金属单质为主的氧化物混合难熔金属粉体。该方法获得粒径均匀且明显细化的二元或多元稀土氧化物复合钨/钼粉体。

技术领域

本发明提出了一种复合稀土钨/钼酸盐共晶细化的方法，属于难熔金属粉末制备技术领域。该方法适用于制备超细稀土复合钨粉或钼粉。

技术背景

难熔金属钨与钼及其合金材料作为重要的战略高温结构材料,在电光源、电力、冶金、化工、兵器以及核工业中约束等离子体的第一壁材料以及偏滤器等方面具有广泛的应用。难熔金属及其合金粉末的制备对难熔金属材料的性能影响很大，制约着难熔金属材料的发展，所以制备出高性能的难熔金属及其合金粉末对制备高性能难熔金属材料至关重要。

提高难熔金属及其合金性能的有效途径是减少粒径的尺寸。研究表明，通过添加稀土元素可以显著地改善粉体粒径尺寸从而提高合金的综合性能。制备超细稀土氧化物复合难熔金属粉体的常用工艺包括球磨(自上而下)和化学法(自下而上)。然而，球磨产生的高能耗和杂质(Fe、Ni、O等)会影响复合粉末制备的效率和质量。此外，很难通过球磨将少量稀土氧化物颗粒均匀分散到难熔金属中，导致在后续烧结后基体中的稀土氧化物颗粒较大且不均匀。另一方面，常用的化学方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶、喷雾干燥和冷冻干燥等。这些方法可以在原子水平上实现均匀的元素掺杂，并很好地保持粉末的精度、纯度和形貌。

发明内容

本发明主要发明内容为将二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐与氧化钨或氧化钼经过液相或固液充分的混合、分散、焙烧、研磨，再经过两步还原法制备出了二元或多元稀土氧化物混合难熔金属粉体。主要目的是获得具有粒径细小、粒径分布窄且均匀的稀土氧化物复合难熔金属粉体。

本发明提供了一种复合稀土钨/钼酸盐共晶细化难熔金属的方法，包括以下步骤：

步骤(1)制备二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐。采用液相共沉淀法、水热法或固相反应法合成二元或多元共稀土钨酸盐或稀土钼酸盐。其中，液相共沉淀法、水热法的原料为偏钨酸铵/钼酸铵、稀土硝酸盐；固相反应法的原料为氧化钨/钼、稀土氧化物。采用方法可以但不限于上述方法制备得到二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐；二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐具体是指钨/钼酸M，M为钪、钇、铈、镧等稀土，二元或多元指的是稀土为二种或多种；

步骤(2)将步骤(1)得到的二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐与对应钨/钼的盐(即偏钨酸铵/钼酸铵)或对应钨/钼的氧化物(即氧化钨/氧化钼)进行混合，制备前驱体；(a)采用液相混合或固液混合的方式将步骤(1)得到的二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐加入对应钨/钼的盐或对应钨/钼的氧化物。其中，液相混合的原料为二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐、偏钨酸铵/钼酸铵以及柠檬酸等辅助添加剂进行液相混合制备成凝胶；固液混合的原料为二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐、氧化钨/氧化钼，以固液混合的方式制备成浆液；(b)将步骤(a)制备成的凝胶或浆液先置于干燥箱中进行高温烘干，随后将烘干后的粉体放入空气气氛的马弗炉中进行焙烧反应，此反应过程包括分解和新的化合反应；并对焙烧反应后的粉体进行充分研磨得到二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐复合氧化钨/钼前驱粉体，前驱粉体包含二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐、氧化钨/钼、稀土氧化物；

步骤(3)对步骤(2)得到的二元或多元共晶稀土钨/钼酸盐复合氧化钨/钼前驱粉体进行氢气还原，先升温到400-700℃，对粉体进行初步还原得到中间粉体，随后继续升温到750-1200℃，将粉体还原成二元或多元稀土氧化物混合钨/钼金属粉体。