[发明专利]一种高强塑性纳米结构锆金属及其制备方法

摘要

一种高强塑性纳米结构锆金属及其制备方法，其主要是对纯锆板进行液氮低温轧制变形后，埋于氮化硼粉末中压成柱状片，放入马弗炉中干燥；然后将氧化锆粉末和稀释的水玻璃混合压成柱状氮化锆片，放入马弗炉中干燥；将白云石片、上述锆板氮化硼片以及氧化锆片叠放在叶腊石立方体的柱状孔内，置于六面顶压机中并进行高压处理，压力为0.5～1.0GPa，保压时间为5分钟，温度为室温。通过上述方法制备的一种高强塑性纳米结构锆金属，其结构特征是：含有体积分数为71～80%的纳米晶、亚晶，其余为少量的残余轧制变形微结构的混合结构。本发明制备的锆金属具有高强度和优异的塑性，其抗拉强度≥836MPa，均匀延伸率≥6%。

主权项

一种高强塑性纳米结构锆金属的制备方法，其特征在于：（1）原料为纯度99.95%的普通商用纯锆板；（2）将上述锆板放入液氮中浸泡10~20分钟，使其与液氮达到热平衡，再放入轧机进行轧制，轧机开动后对上下轧辊和辊缝进行液氮喷淋5~10分钟，然后迅速取出液氮浸泡中的纯锆板进行轧制，轧辊转动的线速度为0.30~0.45m/s，单道次压下量为1.5~2.5%，由轧机冷轧变形后上述锆板直接掉入装有液氮的冷却容器中，进行10~20分钟的浸泡冷却；轧制过程中的温度是：送入轧辊前为‑170~‑160℃，轧制后为‑110~‑90℃。重复以上轧制过程直至锆板变形量达到90%以上；（3）将上述液氮冷轧后的锆板切成能够放入Φ30压片模具大小的板块，用手动液压机将上述切好的板块包埋于14~18g的氮化硼粉末中压成柱状片，然后置于马弗炉中在温度50℃条件下干燥6h以上；将水玻璃与水按照1：1进行稀释，然后按氧化锆粉末：稀释的水玻璃的重量百分比为4~4.5:1的比例，将氧化锆粉末与稀释的水玻璃混合后压成柱状片，然后置于马弗炉中在温度为120℃条件下干燥12h以上；以上压片过程中，压力大小为15MPa，保压时间为10分钟，将尺寸与上述氧化锆柱状片相同的白云石片、上述锆板氮化硼片以及氧化锆片叠放在带有内孔的叶腊石立方体的柱状孔内，放置顺序为白云石片、氧化锆片、锆板氮化硼片、氧化锆片、白云石片；（4）将上述叠放好的叶腊石立方体置于六面顶压机中并进行高压处理，压力为0.5~1.0GPa，保压时间为5分钟，温度为室温。