[发明专利]一种铈锌共强化钼硅硼合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铈锌共强化钼硅硼合金的制备方法，将钼粉经超声处理后加入到硝酸铈水溶液中，在水浴温度下搅拌，向混合溶液中添加草酸铵，制得Mo‑Ce合金前驱体；将Mo‑Ce合金前驱体进行洗涤、干燥、还原、研磨处理，得到Mo‑Ce合金粉；按质量百分比称量Mo‑Ce合金粉、Si粉、B粉和Zn粉，经球磨处理后，混合粉末烧压成形，最终得到Ce&Zn共强化Mo‑Si‑B合金。

技术领域

本发明涉及耐高温钼合金领域，具体是一种铈锌共强化钼硅硼合金及其制备方法。

背景技术

Mo-Si-B合金主要用于高温结构材料，在空气中可承受1100℃温度而不发生氧化。其抗高温抗氧化的本质是：高温条件下Si、B氧化成SiO₂-B₂O₃玻璃网络结构，与MoO₂形成抗氧化层。但在1100℃以上，MoO₂逐渐溶解于SiO₂-B₂O₃玻璃网络结构中，导致氧化层破坏，合金进一步氧化。

将Al、Ti等添加到Mo-Si-B合金中，高温下形成的Al₂O₃和TiO₂可将MoO₂与SiO₂-B₂O₃玻璃网络分隔开，抑制MoO₂溶解。但难以实现Al、Ti等添加剂对Mo粉的均匀包裹，使其抗氧化作用不明显。

发明内容

本发明是针对常用Al、Ti等添加方法改善Mo-Si-B合金抗氧化性作用较小的研发领域现状，提供一种铈锌共强化钼硅硼合金及其制备方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的，

一种铈锌共强化钼硅硼合金的制备方法，包括下述步骤：

(1)将钼粉经超声处理后加入到硝酸铈水溶液中，搅拌混合，向混合溶液中添加草酸铵，制得Mo-Ce合金前驱体；

(2)将Mo-Ce合金前驱体进行洗涤、干燥、还原、研磨处理，得到Mo-Ce合金粉，其中，Ce在合金粉的占比为0.5～1.1％；

(3)按质量百分数称量原料：Mo-Ce合金粉76～78％，Si粉11～13％，B粉7～10％和Zn粉1～2.5％，将Mo-Ce合金粉、Si粉、B粉和Zn粉混合，经球磨处理后，混合粉末烧压成形，最终得到铈锌共强化Mo-Si-B合金。

步骤(1)中硝酸铈水溶液的浓度为0.1～0.4g/ml。

步骤(1)中，搅拌混合是在35℃水浴中进行。

步骤(1)水浴搅拌，转子转速为410～540转/分。

步骤(2)中的还原处理是在氢气气氛中进行，温度为760℃，升温速率6℃/分，降温速率9℃/分。

步骤(3)中的球磨设备采用行星球磨机，球料比(3～5)：1，转子转速360～420转/分，球磨时间16小时。

步骤(3)中的混合粉末烧压成形，设备采用真空热压烧结炉，烧结温度1460～1520℃，压力28MPa，升温速率10℃/分，降温速率12℃/分。

一种由所述的制备方法制得的铈锌共强化钼硅硼合金的，合金在1000℃断裂韧性为27～31MPa·m^1/2，在1200℃氧化层厚度≥2.2μm。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：