[发明专利]一种层状梯度结构钨基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，包括多个依次层叠的重复单元，每个重复单元以钽层为中心，在所述钽层的两侧由内至外分别依次设置钛层和钨层，且相邻两个层叠的重复单元共用一个钨层；

所述的层状梯度结构钨基复合材料在W/Ti界面有W-Ti固溶体生成；

所述的层状梯度结构钨基复合材料在Ti/Ta界面有Ti-Ta固溶体生成；

所述钨层有钛元素、钽元素存在，所述钛层有钨元素、钽元素存在，所述钽层有钨元素、钛元素存在，三种元素在W/Ti界面和Ti/Ta界面处相互扩散到各个层中；

所述层状梯度结构钨基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）表面处理：将钛箔和钽箔置于无水乙醇中超声清洗，真空干燥后密封保存；将钨箔置于碱液中抛光，再置于无水乙醇中超声清洗，真空干燥后密封保存；

（2）装模：将表面处理后的钨箔、钛箔、钽箔按次序放入模具构成待烧结体；

（3）烧结：真空状态下对待烧结体进行放电等离子体烧结；

所述的放电等离子体烧结过程包括三个阶段：

（31）升温升压阶段：以55～95℃/min的速率升温至600℃，再以100℃/min的速率升温至1000～1400℃，同时以恒定速率升压至9.5～11.5KN，使温度和压力同时达到最大值；

（32）保温阶段：保温保压10～20min；

（33）降温降压阶段：以30～50℃/min的速率降温至600℃，同时以恒定速率降压，当温度降至600℃时，压力降至3.5KN；再在真空状态下保压，并自然冷却至室温；

（4）脱模。

2.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的重复单元为五个。

3.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钨层的厚度为90～110μm。

4.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钛层的厚度为20～110μm。

5.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钽层的厚度为90～110μm。

6.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钨层的厚度为100μm。

7.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钛层的厚度为30～100μm。

8.根据权利要求1所述的一种层状梯度结构钨基复合材料，其特征在于，所述的钽层的厚度为100μm。