[发明专利]一种氮化硅强化的钨及钨合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅强化的钨及其合金材料，其特征在于，包含以连续相存在的钨及其合金和弥散分布的氮化硅相，其中钨及其合金含量占材料总质量的65wt％～99.9wt％，金属钨的含量不低于钨及其合金总质量的70wt％；氮化硅相为氮化硅颗粒、氮化硅晶须、氮化硅纤维中的一种或多种，该氮化硅相的含量为材料总质量的0.1wt％-35wt％。

2.根据权利要求1所述氮化硅强化的钨及其合金材料，其特征在于，钨及其合金为钨、钨铼(W-Re)合金、钨镍铁(W-Ni-Fe)合金、钨锆(W-Zr)合金、钨铬钛(W-Cr-Ti)合金、钨铬硅(W-Cr-Si)合金、钨铜锌(W-Cu-Zn)合金中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述氮化硅强化的钨及其合金材料，其特征在于，所述的氮化硅颗粒的直径在0.01μm～100μm；氮化硅晶须的直径0.2μm～20μm，长度0.5μm～100μm；氮化硅纤维的直径在0.05μm～10μm，长度0.5μm～5000μm。

4.一种权利要求1-3中任意一项所述氮化硅强化的钨及其合金材料的制备方法，其特征在于，将钨及其合金粉体和氮化硅相粉体均匀混合后，在1000～2000℃温度下进行烧结，得到所需材料，其中钨及其合金粉体占原料总量的65wt％～99.9wt％，氮化硅相占材料总量的0.1wt％～35wt％，所述烧结过程中需根据烧结温度采用一定的氮气压力，抑制钨与氮化硅之间的化学反应，具体的烧结温度与氮气压力的关系如下：

当烧结温度不高于1400℃时，采用常压氮气气氛或者高于常压的氮气气压均可；

当烧结温度为1450℃时，氮气气压需不低于0.15MPa；

当烧结温度为1500℃时，氮气气压需不低于0.25MPa；

当烧结温度为1550℃时，氮气气压需不低于0.45MPa；

当烧结温度为1600℃时，氮气气压需不低于0.84MPa；

当烧结温度为1650℃时，氮气气压需不低于1.48MPa；

当烧结温度为1700℃时，氮气气压需不低于2.53MPa；

当烧结温度为1750℃时，氮气气压需不低于4.23MPa；

当烧结温度为1800℃时，氮气气压需不低于6.87MPa；

当烧结温度为1850℃时，氮气气压需不低于10.90MPa；

当烧结温度为1900℃时，氮气气压需不低于16.94MPa；

当烧结温度为1950℃时，氮气气压需不低于25.78MPa；

当烧结温度为2000℃时，氮气气压需不低于38.49MPa。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的钨及其合金粉体为钨、钨铼(W-Re)合金粉体、钨镍铁(W-Ni-Fe)合金粉体、钨锆(W-Zr)合金粉体、钨铬钛(W-Cr-Ti)合金粉体、钨铬硅(W-Cr-Si)合金粉体、钨铜锌(W-Cu-Zn)合金粉体中的一种或多种。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述的氮化硅相粉体为氮化硅粉体、氮化硅晶须、氮化硅纤维中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的氮化硅粉体的直径在0.01μm～100μm；氮化硅晶须的直径0.2μm～20μm，长度0.5μm～100μm；氮化硅纤维的直径在0.05μm～10μm，长度0.5μm～5000μm。

8.根据权利要求4或7所述的制备方法，其特征在于，原料的混合采用干式或湿式球磨；烧结工艺为常压烧结、热压烧结、热等静压烧结或放电等离子(SPS)烧结。