[發明專利]一種鎢基面向等離子體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210048323.9
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102560292A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 羅廣南;趙四祥;劉鳳;李強;王萬景;謝春意
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: C22C47/14
• 分類號: C22C47/14;C22C49/14;C22C49/10;C22C111/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種鎢基面向等離子體材料，其特征在于：是以鎢粉和鎢纖維為原料制成，按鎢纖維占基體鎢粉體積比約10％-30％的配比選取鎢粉；其是由利用不至于損傷鎢纖維的混粉方法使鎢粉粉末與鎢纖維混合均勻，然后利用熱等靜壓工藝燒結制備塊體纖維增韌鎢基材料而得，且所述的鎢粉是純鎢粉末、鎢錸合金粉末，摻雜碳化物或氧化物的鎢粉粉末中的一種，所述的鎢纖維是純鎢纖維或鎢錸等合金纖維。

2.根據權利要求1所述的一種鎢基面向等離子體材料，其特征在于：所述的純鎢粉末粒度為0.1-20μm，純度＞99.5wt％，所述的鎢錸合金粉末或合金纖維中的合金指的是含0.5-10wt％錸的鎢合金；所述摻雜碳化物或氧化物的鎢粉中碳化物或氧化物的含量＜5wt％，采用納米相摻雜；所述的鎢纖維為短切纖維，且其長度為1-5mm，纖維應盡量避免過度卷曲。

3.根據權利要求1所述的一種鎢基面向等離子體材料，其特征在于：所述的鎢纖維的再結晶溫度需達到2000K，直徑在10-300μm左右，拉伸強度需在2.5GPa以上；所述的鎢粉雜質含量需盡可能低，要求其純度＞99％且晶粒尺寸＜3μm。

4.一種如權利要求1或2或3所述的鎢基面向等離子體材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、按重量配比稱取原料，所述的鎢纖維表面可以不進行處理，或者在其表面覆蓋薄膜或者涂層，再用不至于損傷鎢纖維的混粉方法使原料混合均勻，為了去除粉末吸附的氣體雜質，混料結束后將所得粉體置于優于10^-3Pa數量級的真空中在500-800℃下保溫0.5-1小時；

B、將步驟A混合均勻的粉體利用熱等靜壓方法進行燒結，燒結時間為2-3小時，壓強為150-200MPa，工作氣體為氬氣，熱等靜壓的燒結溫度不能超過纖維起始再結晶溫度，在1700K左右為宜，得塊體纖維增韌鎢基材料，再制成不同形狀和尺寸的部件，即得產品。

5.根據權利要求4所述的一種鎢基面向等離子體材料的制備方法，其特征在于：所述的不至于損傷鎢纖維的的混粉方法指的是將直徑約10-300μm的鎢絲短切成1-5mm長，然后按配比選取鎢粉并在低能球磨機中混合均勻，為了防止球磨過程中的雜質污染，球磨過程需在高純度氫氣保護氣氛中進行。

6.根據權利要求4所述的一種鎢基面向等離子體材料的制備方法，其特征在于：所述的薄膜或者涂層由物理氣相沉積法、或化學氣相沉積法、或者溶膠-凝膠法的方法中的一種制備而得，涂層厚度約100-300nm。

7.根據權利要求4所述的一種鎢基面向等離子體材料的制備方法，其特征在于：所述的薄膜或者涂層為ZrO₂、La₂O₃、Y₂O₃、C中的一種的薄膜或者涂層。