專利名稱：：一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，具體涉及一種高導(dǎo)熱、低膨脹的銅合金擠壓模用復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料。
背景技術(shù)：
：燒結(jié)鉬作為高溫工程領(lǐng)域中的一種粉末冶金材料，具有熔點(diǎn)高、密度適中、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)低、抗腐蝕性優(yōu)越等特性，可廣泛應(yīng)用于冶金、電子、宇航、化學(xué)及國防等工業(yè)。但目前燒結(jié)鉬材普遍存在著耐高溫性能差且發(fā)脆，低溫韌性不足，數(shù)量少質(zhì)量低，品種不齊全，加工成品率低等缺點(diǎn)。為了解決以上問題，國內(nèi)外先后開發(fā)了TZM、AKS-Mo、Mo-Re和La203-Mo等合金。TZM和AKS-Mo表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫性能，它們的再結(jié)晶溫度均比純鉬高，主要作為耐高溫材料，但它們的低溫韌性及加工性能都不理想。La203-Mo擁有很好的室溫性能，且其高溫強(qiáng)度相比于純鉬也有所提高，但要應(yīng)用在某些特殊的高溫領(lǐng)域，仍然有所不足。Mo-Re合金具有很好的綜合性能，其高溫性能和低溫塑性均比較理想，遺憾的是Re屬于稀缺金屬，其價(jià)格也很高。因此，人們迫切需要一種既有優(yōu)異的綜合性能，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的鉬合金。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，該燒結(jié)鉬材料與以往的燒結(jié)鉬材料相比，在保持高導(dǎo)熱性和低膨脹性的同時(shí)，其耐高溫性能和低溫韌性得到有效提高。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，由Mo和La203/Mo5Si3復(fù)合納米微粒組成，所述的La203/Mo5Si3復(fù)合納米微粒是以La203/MOSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到Mo中，所述的La203/MoSi2復(fù)合納米微粒的加入量占燒結(jié)鉬材料的0.2wt.%2.Owt.%，且所述的La203/MoSi2復(fù)合納米微粒中La203與MoSi2重量比為11:1.5。采用上述技術(shù)方案的復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，選擇通過固-固摻雜添加適量U203/MoSi2復(fù)合納米微粒來改善材料的結(jié)構(gòu)與性能。其原理是La203/MoSi2復(fù)合納米微粒在應(yīng)力場和溫度場共同作用下，與基體Mo發(fā)生原位反應(yīng)，引起微結(jié)構(gòu)的調(diào)整，產(chǎn)生了增韌補(bǔ)強(qiáng)的作用。一方面MoSh與Mo在高溫?zé)Y(jié)時(shí)發(fā)生原位反應(yīng)形成硬脆的Mo5Si3，仍以納米形式存在，MoSi2相完全消失，不存在厚的界面層，而MosSi3具有較高的高溫抗蠕變強(qiáng)度，與Mo間的界面結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)高于Mo與Mo間、Mo與La力3間的界面強(qiáng)度，起到阻止界面上空位成核并使空位消失在界面上的作用，使材料的高溫強(qiáng)度提高；另一方面1^203和硬的MosSi3納米微粒彌散分布，抑制Mo晶粒的長大，細(xì)化了晶粒，且凈化了晶界。與添加單一1^203的燒結(jié)鉬相比，燒結(jié)溫度降低，致密化的速度加快，導(dǎo)熱性提高，熱膨脹系數(shù)保持不變，室溫?cái)嗔秧g性增加，耐冷熱疲勞性能提高，而高溫強(qiáng)度有較大改善，顯示出優(yōu)異的綜合性能。本發(fā)明所具有的有益效果有-本發(fā)明所涉及的La203/Mo5S:U復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，將稀土氧化物的低溫韌化和三硅化五鉬的高溫強(qiáng)化有機(jī)結(jié)合，起到增韌補(bǔ)強(qiáng)的雙重作用，可以有效地提高鉬材料的耐高溫性能和低溫韌性。本發(fā)明所制備的材料與以往的燒結(jié)鉬材料相比，在保持高導(dǎo)熱性和低膨脹性的同時(shí)，其耐高溫性能和低溫韌性得到有效提高，克服了現(xiàn)有的燒結(jié)鉬材料所具有的耐高溫性能差且發(fā)脆、數(shù)量少質(zhì)量低、加工成品率低、許多異型特殊產(chǎn)品奇缺、成本很高等缺點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明是一種在保持高導(dǎo)熱性和低膨脹性的同時(shí)，其耐高溫性能和低溫韌性得到有效提高的復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，主要由Mo和La203/MosSi3復(fù)合納米微粒組成，La203/Mo5Si3復(fù)合納米微粒是以La203/MoSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到鉬(Mo)中，且加入量為0.2wt.%，La力3與MoS"重量比為1，La203/MoSi2在燒結(jié)時(shí)與Mo發(fā)生原位反應(yīng)生成La203/Mo5Si3。該鉬材料的力學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。表1本實(shí)施例材料性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例2:一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，主要由Mo和La203/MosSi3復(fù)合納米微粒組成，La203/MosSi3復(fù)合納米微粒是以La203/MoSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到鉬(Mo)中，且加入量為0.5wt.%，La力3與MoS"重量比為l.l，La203/MoSi2在燒結(jié)時(shí)與Mo發(fā)生原位反應(yīng)生成La203/Mo5Si3。該燒結(jié)鉬材料的力學(xué)性能指標(biāo)如表2所示。表2本實(shí)施例材料性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實(shí)施例3一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，主要由Mo和U203/MosSi3復(fù)合納米微粒組成，La203/MosSi3復(fù)合納米微粒是以LaA/MoSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到鉬(Mo)中，且加入量為1.0wt.%，1^203與MoS"重量比為1.2，La203/MoS"在燒結(jié)時(shí)與Mo發(fā)生原位反應(yīng)生成La203/Mo5Si3。該鉬材料的力學(xué)性能指標(biāo)如表3所示。表3本實(shí)施例材料性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例4一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，主要由Mo和La203/MosSi3復(fù)合納米微粒組成，La203/MosSi3復(fù)合納米微粒是以La203/MoS"復(fù)合納米微粒的形式加入到鉬(Mo)中，且加入量為1.5wt.%,La力3與MoSi2重量比為1，La203/MoS"在燒結(jié)時(shí)與Mo發(fā)生原位反應(yīng)生成La203/Mo5Si3。該鉬材料的力學(xué)性能指標(biāo)如表4所示。表4本實(shí)施例材料性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例5一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，主要由Mo和La203/Mo5Si3M合納米微粒組成，LaA/Mo5Si3復(fù)合納米微粒是以La203/MoSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到鉬(Mo)中，且加入量為2.0wt.%，1^203與MoSi2重量比為1.5，La203/MoSi2在燒結(jié)時(shí)與Mo發(fā)生原位反應(yīng)生成La203/Mo5Si3。該鉬材料的力學(xué)性能指標(biāo)如表5所示。表5本實(shí)施例材料性能數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，其特征在于由Mo和La2O3/Mo5Si3復(fù)合納米微粒組成，所述的La2O3/Mo5Si3復(fù)合納米微粒是以La2O3/MoSi2復(fù)合納米微粒的形式加入到Mo中，所述的La2O3/MoSi2復(fù)合納米微粒的加入量占燒結(jié)鉬材料的0.2wt.％～2.0wt.％，且所述的La2O3/MoSi2復(fù)合納米微粒中La2O3與MoSi2重量比為1～1∶1.5。全文摘要本發(fā)明公開了一種復(fù)合納米微粒強(qiáng)韌化燒結(jié)鉬材料，由Mo和La₂O₃/Mo₅Si₃復(fù)合納米微粒組成，La₂O₃/Mo₅Si₃復(fù)合納米微粒是以La₂O₃/MoSi₂復(fù)合納米微粒的形式加入到Mo中，La₂O₃/MoSi₂復(fù)合納米微粒的加入量占燒結(jié)鉬材料的0.2wt.％～2.0wt.％，且La₂O₃/MoSi₂復(fù)合納米微粒中La₂O₃與MoSi₂重量比為1～1∶1.5。Mo₅Si₃具有較高的高溫抗蠕變強(qiáng)度，與Mo間的界面結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)高于Mo與Mo間、Mo與La₂O₃間的界面強(qiáng)度，起到阻止界面上空位成核并使空位消失在界面上的作用，使材料的高溫強(qiáng)度提高；另一方面La₂O₃和硬的Mo₅Si₃納米微粒彌散分布，抑制Mo晶粒的長大，細(xì)化了晶粒，且凈化了晶界，使燒結(jié)鉬的燒結(jié)溫度降低，致密化速度加快，導(dǎo)熱性提高，熱膨脹系數(shù)保持不變，室溫?cái)嗔秧g性增加，耐冷熱疲勞性能提高，高溫強(qiáng)度有較大改善，顯示出優(yōu)異的綜合性能。文檔編號(hào)C22C27/04GK101503775SQ200910042919公開日2009年8月12日申請日期2009年3月20日優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日發(fā)明者吳壯志,孫院軍,張理罡,兵徐,徐漢新,楊劉曉,王德志,程仕平申請人:中南大學(xué)