[发明专利]一种复合钼合金板材的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合钼合金板材的制备方法，该方法可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，多层薄膜结构不但可以阻碍氧空位的迁移，本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钼合金板材表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钼合金板材的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

所属技术领域

本发明涉及合金材料制造领域，具体涉及一种复合钼合金板材的制备方法。

背景技术

钼及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点。目前，应用于高温领域的系列主要有TZM板、Mo-La掺杂板材、Mo-Re板及ASK掺杂板材。其中，用于高温烧结舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La掺杂板材。尽管它们都具有良好的高温性能，但目前仍然存在着不足之处。如TZM板的低温韧性不足，塑性成形困难；Mo-Re板材尽管性能优异，但由于Re是稀缺金属，价格昂贵，加工成本难以控制；Mo-La掺杂板材室温性能良好，但高温时具有热脆性，强度和塑性会同时降低，使其使用寿命受到影响，从而提高生产成本。

形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指经过适当变形后，在一定物理条件变化下能自动做功而恢复变形前形状的合金。形状记忆合金因其具有较高的可恢复性形变，已成为一种重要的功能材料，获得了广泛应用。镍钛系形状记忆具有记忆恢复原形、无磁性、耐磨耐蚀、耐高温、无毒性的特点。不过，当前的形状记忆合金的屈服强度一般在700MPa以下。

发明内容

本发明提供一种复合钼合金板材的制备方法，该方法可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，多层薄膜结构不但可以阻碍氧空位的迁移，本发明采用磁控溅射的方法，并采用低温轧制的手段，在钼合金板材表面形成稀土记忆合金层，能够将提升该合金的屈服强度，使得钼合金板材的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明提供了一种复合钼合金板材的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备基板

将Mo₅Si₃/ Y₂O₃，球磨至平均粒径为100-300nm；

按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径＜8μm的纯钼粉与第一步所制备的Mo₅Si₃/ Y₂O₃混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯；

将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850℃-2050℃，保温5-10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯；

将得到的烧结坯由室温加热至1350℃-1500℃热轧，道次变形量为20％-35％，总变形量大于80％时，完成轧制的到基板；

（2）基板预处理

所述基板预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；

（3）制备稀土记忆合金靶材

该稀土记忆合金靶材由钛、镍、铝、钇、铬、硅元素构成；

按重量份包括如下组分：钛55-65份，镍10-12份；铝6-9份；钇1-3份、铬4-6份；硅1-2份；

采用熔炼法制备得到稀土记忆合金靶材 ；

（4）采用上述合金靶材，使用磁控溅射方法，在上述基板上形成薄膜状的稀土记忆合金层：

抽真空至10^-4Pa以上，充入氮气，然后再抽真空至10^-4Pa，调整工作电压为500V，溅射占空比65-68%，开始进行溅射沉积，控制厚度为150-250μm得到薄膜状的稀土记忆合金层；