[发明专利]一种耐高温抗氧化钨镧合金丝及其制备方法

说明书

本发明公开了材料制备技术领域的一种耐高温抗氧化的钨镧合金丝及其制备方法；包括如下重量份组分：高纯钨100份；氧化镧0.5‑0.7份；镍0.8‑1.2份；氧化钇0.3‑0.5份；改性氧化锆纤维0.5‑0.7份；钛酸铝0.04‑0.05份；改性氧化锆纤维是硅修饰的多孔碳包覆氧化锆纤维，本发明通过掺杂镧元素、镍元素以及其他氧化物对钨合金进行增强，并对钨合金进行镀层处理，使镍钨镧合金丝具有更加优异的耐高温、抗氧化性能，同时改性氧化锆纤维的抗氧化性能增强，有效地减缓了氧气和其他氧化性介质的侵蚀，提高纤维与金属基体之间的界面结合强度，从而提高合金的机械性能。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体是指一种耐高温抗氧化的钨镧合金丝及其制备方法。

背景技术

钨合金材料以金属钨为基体，加入Ni、Fe、Cu、Co等元素形成的合金。钨合金具有熔点高、硬度大、强度高的特点，广泛应用于子弹、热传导材料等领域中，由于钨合金材料中含有非金属杂质元素以及其他金属元素，这导致钨合金材料具有较大硬度的同时，脆性和韧性都较大，这限制了钨合金材料的应用；可以通过弥散强化手段来强化钨合金，向材料中均匀加入细小而弥散的硬质颗粒，利用超细微粒来阻碍晶粒中位错的运动，从而达到提高强度的效果，常见的硬质颗粒是金属碳化物和稀土氧化物颗粒；硬质颗粒虽然能够提高钨合金的强度，但由于其他元素的加入可能在界面处产生应力集中，从而降低材料的韧性、导热性能和热稳定性能。

目前现有钨合金技术主要存在以下问题：1、弥散强化后的钨合金难以满足对材料的性能要求，热导性较差；2、弥散强化后的钨合金难以满足对材料的性能要求，抗氧化性能较差。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种耐高温抗氧化的钨镧合金丝制备方法，为了解决钨合金材料综合性能不均的问题，本发明提出通过掺杂镧元素、镍元素以及其他氧化物的方式，实现了钨合金材料的综合性能的提高，进而实现耐高温、抗氧化性强、高强度的技术效果。

为了实现上述目的，本发明提出一种耐高温抗氧化的钨镧合金丝，采取的技术方案如下：所述钨镧合金丝包括如下重量份的组分：钨100份；氧化镧0.5-0.7份；镍0.8-1.2份；氧化钇0.3-0.5份；改性氧化锆纤维0.5-0.7份；钛酸铝0.04-0.05份。

优选地，改性氧化锆纤维是硅修饰的多孔碳包覆氧化锆纤维。

优选地，所述改性氧化锆纤维的制备方法，具体包括以下步骤：

1、将硫酸锆溶液与噻吩基二羧酸按摩尔比1:1均匀混合在乙醇中，转入聚四氯乙烯反应釜，马弗炉中加热，温度控制在150℃，反应完成后，自然冷却至室温取出，经过过滤、离心洗涤、真空干燥，得到锆基配合体；

2、取20mg锆基配合体，加入氨水5mL和乙醇10ml，搅拌使其混合均匀，将溶液倒入玻璃纤维芯模内；将芯模放入电烘箱中，将温度升高至900℃，保温3h，然后冷却至室温，即制得有机锆纤维；

3、将有机锆纤维置于甲基三乙氧基硅烷中，在室温下搅拌1h，得到硅修饰改性锆纤维；

4、将得到的硅修饰改性锆纤维装在石英舟中，在惰性气体氛围、1300℃下进行煅烧，保温2小时后降温至室温，得到硅修饰多孔碳包覆的氧化锆纤维，即改性氧化锆纤维。

优选地，所述钛酸铝为粉末状，其制备方法为将钛源、铝源、MgO放入球磨机进行混磨，干燥后得到混合粉末，向粉末中加入PVC水溶液，压制成型，经过干燥、烧结、研磨粉碎，过200目筛，得到钛酸铝。

优选地，以钛白粉作为钛源，纯度≥98％，以工业氧化铝作为铝源，纯度≥97％，钛白粉与工业氧化铝的摩尔比是1:1，MgO为粉末状，添加量为钛、铝源总质量的9％。

优选地，将工业氧化铝、钛白粉、MgO放入行星式球磨机进行湿法混磨，采用氧化铝球为球磨介质、球磨时间为24h，球水料比例为1:1.5:3。