[發明專利]具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210005127.3
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102534275A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張新平;關銳峰;馬驍;羅軍平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C14/00;B22F3/16;B22F3/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)按照鈦與鎳原子比為54～58％∶42～46％，將純Ti粉和純Ni粉混合均勻；

(2)按照造孔劑占生坯質量百分數5％～20％的比例，將其與步驟(1)所得的混合粉充分混合；

(3)將步驟(2)所得粉末在室溫下壓制成生坯；將壓制好的生坯放入惰性氣體保護下的燒結爐中燒結，使造孔劑完全分解而去除；所述造孔劑為尿素或碳酸氫銨；

(4)按梯級加熱方式升溫，將坯料以10～20℃/min的速率加熱至第一級梯度溫度650～710℃，保溫10～20分鐘；然后以5～10℃/min的速率加熱至第二級梯度溫度770～830℃，保溫10～20分鐘；再以5～10℃/min的速率加熱至第三級梯度溫度950～1050℃，保溫2～4小時后爐冷至420～480℃并保溫30～40分鐘，之后再冷水中淬火處理，制得孔隙均勻分布的多孔TiNi合金；

(5)去除步驟(4)所得多孔TiNi合金樣品表面氧化物雜質相，經超聲波清洗后烘干；

(6)將浸滲材料鎂合金AZ91D和覆蓋劑放入坩堝內，覆蓋劑均勻覆蓋在鎂合金上表層，避免鎂合金AZ91D在高溫中氧化；放入加熱爐中以10～30℃/min的速率加熱到680～750℃后，將步驟(5)所得樣品置于鎂合金AZ91D熔融液體中并完全浸沒，同時按照與鎂合金質量比為0.5-2∶10補充覆蓋劑，保溫1～3小時，使鎂合金AZ91D熔化后在毛細作用下滲入多孔TiNi合金的孔隙中，制得在100℃～150℃溫度區間內具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料，所述近零膨脹特性為熱膨脹系數絕對值低于1.0×10^-6K^-1；以質量百分比計，所述覆蓋劑原料配方組成為：MgCl₂：43-47％；KCl：33-37％；CaF₂：4-6％；NaCl：13-17％。

2.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所用純Ti粉或純Ni粉的平均粒徑均為50μm；鈦與鎳原子比為56.2％∶43.8％。

3.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣，其純度高于99.99％。

4.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所述燒結爐為電加熱管式燒結爐，加熱爐為電加熱坩堝電阻爐。

5.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特?征在于：步驟(3)所述燒結由室溫升溫至200～300℃后保溫0.5～1.5小時。

6.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所述造孔劑優選為經過篩分后形貌規則的尿素或碳酸氫銨，粒徑為200～300μm、300～450μm、450～600μm或600～900μm中的一種。

7.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所述去除步驟(4)所得多孔TiNi合金樣品表面氧化物雜質相是用細砂紙研磨多孔TiNi合金樣品表面。

8.根據權利要求1所述具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料的制備方法，其特征在于：所述覆蓋劑與浸滲材料鎂合金AZ91D的質量比為1-2∶3。

9.一種具有近零膨脹特性的TiNi合金基復合材料，其特征在于：其由權利要求1-8所述方法中的任意一種制備。?