[发明专利]一种原位自生三维网状结构增强复合物的制备方法

说明书

一种原位自生三维网状结构增强复合物的制备方法，它涉及一种三维网状结构增强复合物的制备方法。本发明的目的是为了解决现有金属间化合物存在室温韧性差和高温强度不足的问题。方法：一、称料，真空精炼；二、制备圆柱状铸态合金；三、氩气雾化法制备粉末；四、O₂环境下混粉；五、转入模具中施压、保压；六、放电等离子烧结；七、降温。本发明是利用金属间化合物在高温下仍具有良好的抗氧化性和Hf元素极易与O₂结合生成HfO₂陶瓷相的特点，在合金粉末表面生成由离散的颗粒状HfO₂组成的三维网状结构，从而起到强韧化金属间化合物基体的作用。本发明可获得一种原位自生三维网状结构增强复合物。

技术领域

本发明涉及一种三维网状结构增强复合物的制备方法。

背景技术

随着国防科技和宇航工业的发展，高温合金及其复合材料在我国工业制造的需求也在日益增长。金属间化合物是近年来研究开发的一类具有重要应用前景、比重较轻的高温结构材料，与传统金属相比，金属间化合物中的共价键使得原子间的结合力增强，化学键稳定。因此金属间化合物具有熔点高、抗磨损、抗氧化性能优异等优点，是介于高温合金和陶瓷之间最有前景的高温结构材料之一。

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS)工艺是将金属等粉末装入石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。它具有升温速度快、烧结时间短、组织结构可控、节能环保等鲜明特点，可用来制备金属材料、陶瓷材料及复合材料等。

但是现有金属间化合物存在室温韧性差和高温强度不足的问题，阻碍了其作为高温结构材料的实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有金属间化合物存在室温韧性差和高温强度不足的问题，而提供一种原位自生三维网状结构增强复合物的制备方法。

一种原位自生三维网状结构增强复合物的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、称取金属A、Al颗粒和Hf颗粒，混合均匀，再进行真空精炼，得到液态合金；

步骤一中所述的金属A为Ni、Ti或Fe；

步骤一中所述的金属A、Al颗粒和Hf颗粒的摩尔比为(1～3):(1～3):(0.005～0.05)；

二、将液态合金转入到圆柱状的模具中冷却，得到圆柱状铸态合金；

三、采用氩气雾化法将圆柱状铸态合金制备成粉末；

四、将粉末装入混粉桶中，并向混粉桶中充入O₂，再将混粉桶放到滚筒式球磨机上混粉，得到表面充分附着O₂的合金粉末；

五、将合金粉末转入模具中，施加压力并保压，然后将模具放入放电等离子烧结炉中；

六、将放电等离子烧结炉进行通电加热，然后升温至金属间化合物熔点的75％-90％，压力加载至40～60MPa，保温20min～60min；

七、关闭放电等离子烧结炉电源，待温度下降至800℃～900℃时泄压，自然冷却至80℃以下，取出模具，得到原位自生三维网状结构增强复合物。

本发明的原理：