[发明专利]掺钾的钨合金块材及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺钾的钨合金块材，其特征在于，所述掺钾的钨合金块材中钨的质量百分比≥99.95％；

所述掺钾的钨合金块材的晶向(001)占比为5～15％，晶向(101)占比为60～85％，晶向(111)占比为0～15％。

2.如权利要求1所述的掺钾的钨合金块材，其特征在于，所述掺钾的钨合金块材还满足下述项中的至少一项：

(1)以质量计，所述掺钾的钨合金块材中钾的含量为50～150ppm；

(2)所述掺钾的钨合金块材的平均晶粒尺寸≤20μm；

(3)所述掺钾的钨合金块材相对于纯钨块材的密度≥98％；

(4)所述掺钾的钨合金块材相对于其制备过程中的烧结坯的变形量为75～90％；

(5)以质量计，所述掺钾的钨合金块材中氧的含量≤50ppm；

(6)以质量计，所述掺钾的钨合金块材中铝的含量≤20ppm；

(7)以质量计，所述掺钾的钨合金块材中硅的含量≤20ppm；

(8)所述掺钾的钨合金块材的再结晶温度≥1700℃；

(9)所述掺钾的钨合金块材的韧脆转变温度≤100℃；

(10)所述掺钾的钨合金块材的室温热导率≥168W·m^-1·K^-1。

3.一种如权利要求1～2中任一项所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将掺杂钨粉进行预成形处理，制得生坯；其中，所述掺杂钨粉中含钾；

将所述生坯进行烧结处理，制得烧结坯；

将所述烧结坯进行开坯锻；

将开坯锻后的所述烧结坯进行多道次锻造，制得所述掺钾的钨合金块材。

4.如权利要求3所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，进行多道次锻造时包括下述条件中的至少一项：

(1)第1～N道次中每道次变形量各自独立地为10～20％；

(2)第(N+1)～(N+3)道次中每道次变形量各自独立地为20～25％；

(3)第(N+4)～(N+7)道次中每道次变形量各自独立地为10～20％；

(4)第(N+8)～(N+10)道次中每道次变形量各自独立地为20～25％；

(5)每道次的锻造温度为1350～1450℃；

(6)每道次的锻造方式包括快锻、旋锻、高速锻、精锻和自由锻中的一种或多种；

其中，N为正整数，且3≤N≤5。

5.如权利要求3所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，所述掺杂钨粉中钨的质量百分比≥99.9％；

以质量计，所述掺杂钨粉中钾含量为60～200ppm；

所述掺杂钨粉的费氏粒度为1.5～4.5μm。

6.如权利要求3所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，进行烧结处理时满足下述条件中的至少一项：

(1)所述烧结处理在还原性气氛下进行；

可选地，所述还原性气氛为体积百分比≥99.0％的氢气；

(2)所述烧结处理的过程包括：将所述生坯于1200～1500℃保温3～6h，然后于2000～2500℃保温3～6h。

7.如权利要求3所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，所述烧结坯相对于纯钨块材的密度为90～94.5％；

所述烧结坯的平均晶粒尺寸≤20μm；

以质量计，所述烧结坯中钾含量为50～150ppm，氧含量≤50ppm，铝含量≤20ppm，硅含量≤20ppm。

8.如权利要求3～7中任一项所述的掺钾的钨合金块材的制备方法，其特征在于，所述开坯锻的开坯温度为1400～1600℃；

采用等静压工艺对所述掺杂钨粉进行预成形处理；

可选地，等静压的压力为150～220MPa，保压时间为60～120s。

9.如权利要求1～2中任一项所述的掺钾的钨合金块材在制备面向等离子体材料中的应用。

10.一种面向等离子体材料，其特征在于，包括如权利要求1～2中任一项所述的掺钾的钨合金块材或如权利要求3～8中任一项所述的方法制备得到的掺钾的钨合金块材。