[发明专利]一种微波热分解制备钛-铝合金材料的方法

说明书

本发明公开一种微波热分解制备钛‑铝合金材料的方法，包括A：配料混料、B：模压成型、C：制备合金；本发明方法中氢化钛粉在微波高温下分解释出钛原子，与金属铝发生原位反应生成钛铝合金，实现热分解/烧结一步制备钛铝合金，微波热分解烧结具有强化动量传递和熔炼效果，促进合金材料致密化的作用，有利于实现材料均质细化，微波加热均匀，升温速率快，加热效率高，可以降低烧结温度和缩短工艺流程，提高了生产效率，且方法工艺简单，易操作，成本相对较低，清洁化车间生产管理，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于微波能应用、粉末冶金和材料制备等技术领域，具体涉及一种微波热分解制备钛-铝合金材料的方法。

背景技术

钛铝合金同时具有Ti、Al的质量轻，强度高，表面容易形成保护层，致密度高，物理性能好等一系列较为优异的性能，已成为国际上一个重要的研究热点，如波音公司将钛铝合金用于飞机的发动机涡轮两级叶片等。此外，新型钛铝合金的研究，如纳米结构钛铝合金、梯度结构钛铝合金、多种形状钛铝合金等也为钛铝合金的应用提供了更广阔的空间。

伴随钛铝合金应用的高速发展，对其所具有的性能也提出了新的要求，如致密度、散热率、导电导热等性能都要求较高。目前钛铝合金的制备方法主要有热压和热等静压烧结、自蔓延高温合成、气雾法等方法等。采用热压和热等静压烧结制备钛铝合金过程和设备复杂，生产控制要求严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率较低，成本高；自蔓延高温合成法，反应所放出的热不足以满足后面反应所需的热，产品中会掺夹大量杂质，产品质量达不到所需的标准；气雾法导致产品的纯度达不到标准，并且还会生成其它化合物，对能源的消耗非常高。因此，针对上述现有技术存在的问题及不足，研发一种微波热分解制备钛-铝合金材料方法，满足日益提高的性能要求和一些特殊条件下的应用需求，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能的微波热分解制备钛-铝合金材料的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括A：配料混料、B：模压成型、C：制备合金；具体步骤如下：

A：配料混料

将氢化钛粉和铝粉按质量比为5~15：95~85倒入球磨机/混料机中进行混合均匀；

B：模压成型

将步骤A得到的混合粉体倒入压制模具中，压制成坯；

C：制备合金

将步骤B得到的压坯放置在坩埚内，并置于微波真空高温炉中，关闭炉门后抽真空，至气压低于0.1MPa后充入保护气体，然后馈入微波，烧结温度为650~800℃，保温30~60min，随炉冷却后取出样品，得到钛-铝合金材料。

本发明方法中氢化钛粉在微波高温下分解释出钛原子，与金属铝发生原位反应生成钛铝合金，实现热分解/烧结一步制备钛铝合金，微波热分解烧结具有强化动量传递和熔炼效果，促进合金材料致密化的作用，有利于实现材料均质细化，微波加热均匀，升温速率快，加热效率高，可以降低烧结温度和缩短工艺流程，提高了生产效率，且方法工艺简单，易操作，成本相对较低，清洁化车间生产管理，易于工业化生产。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明实施例1制备得到的钛-铝合金试样XRD图；

图3是本发明实施例1制备得到的钛-铝合金微观形貌图；

图4是本发明实施例3制备得到的钛-铝合金微观形貌图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。