[发明专利]一种微纳复合细晶钨材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种微纳复合细晶钨材料的制备方法，材料由0.1～2.0%碳化物和钨组成，碳化物为TiC、ZrC中的一种或两种。首先，采用非均相沉淀在纳米碳化物颗粒表面进行钨纳米薄层包覆改善碳化物与W的界面结合，然后将改性纳米碳化物颗粒与钨粉高能球磨、成形和高温烧结获得致密度99%以上微量碳化物弥散分布于基体中的微纳细晶钨材料。本发明方法制备材料克服了传统纯钨烧结需要靠轧制和锻造提高致密度和性能的问题，钨晶粒度在10μm以下且分布均匀，碳化物粒子相在0.2-0.5μm，弥散分布于钨晶粒与晶界，室温抗拉强度超过550MPa，1200℃下的抗拉强度超过400MPa，适合应用于核能、航空航天等领域。

主权项

一种微纳复合细晶钨材料的制备方法，微纳复合细晶钨由碳化物和钨组成，碳化物为TiC和ZrC中的一种或两种，质量百分含量为总量的0.1～2.0%，其特征在于包括以下步骤：（1）纳米碳化物颗粒改性根据成分设计选取一种或两种碳化物，配置成碳化物悬浊液，并将碳化物悬浊液与钨酸盐溶液混合搅拌，加入反应分散剂，控制pH值≤5或≥8，形成均匀胶体，使钨酸盐均匀包覆在碳化物表面；经沉淀、静置陈化、抽滤得到钨酸盐包覆的碳化物粉末；最后经热还原，制备出钨纳米薄层包覆碳化物粉末，纳米薄层厚度10‑30nm；（2）PCA高能球磨采用液态过程控制剂介质，加入保护气氛，将改性后的纳米碳化物颗粒和钨粉末与进行高能球磨，获得微纳复合粉末；（3）干燥制粒在真空状态下干燥，干燥温度50‑100℃；采用压制方式将复合粉末制成板状或棒状后进行粉碎、过筛；（4）成形将复合粉末装入压模模腔内，采用模压或等静压，对复合粉末进行成形；（5）高温烧结采用保护性气氛烧结，烧结温度为1600℃‑2200℃，保温时间为60～600min得的微纳复合细晶钨材料；其晶粒细小且分布均匀，钨晶粒度在10μm以下，碳化物粒子相为0.2‑0.5μm，均匀弥散分布于钨晶粒与晶界。