[發明專利]一種高鈧含量鋁鈧合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201610677045.1
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106086567B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 柳旭;張國清;蔡正旭;李剛;宋文杰;焦磊
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: C22C28/00
• 分類號: C22C28/00;C22C1/04;C23C14/34
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種高鈧含量鋁鈧合金及其制備方法，該合金主要用于特殊領域濺射靶材，屬于高性能鋁合金材料制備技術領域。

背景技術

鋁中添加一定的鈧，可起到細化晶粒、提高再結晶溫度、改善抗腐蝕性、提高強度和塑性等作用，因此鋁鈧合金具有高強度、耐腐蝕性、耐高溫且可焊性好的綜合性能，在航空航天、核能工程等尖端科技領域以及交通運輸、家用電器等領域具有廣泛的應用。隨著科技的高速發展，以及各國對關鍵領域用關鍵材料研究的重視，對高鈧含量鋁鈧合金靶材的需求也日益增加。

金屬鈧的熔點高達1541℃，化學性質活潑，與鋁的熔點相差較大，直接熔合時兩者不易混合均勻，形成的鋁鈧化合物晶粒粗大，偏析嚴重。因此制備鋁鈧合金時，鈧必須以中間合金的形式加入。即制備鋁鈧合金前，需要先通過對摻法、熔鹽電解法、金屬鋁熱還原法等方法制備含鈧中間合金。且現有工藝制備的鋁鈧合金中鈧含量在0.05％～2.0％范圍內，鈧含量在10％以上的鋁鈧合金目前還未見報道。

因此，研究開發出一種簡單、快速的制備高鈧含量鋁鈧合金的方法，對于關鍵領域用濺射靶材的發展具有十分重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種高鈧含量鋁鈧合金。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案達到的：

一種高鈧含量鋁鈧合金，其特征在于：鈧元素的質量百分含量為55％～70％，其余為鋁元素。

優選地，所述合金的厚度為5～20mm，致密度≥99％。

本發明的另一目的提供一種簡單、快速的制備高鈧含量鋁鈧合金的方法。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案達到的：

一種高鈧含量鋁鈧合金，其制備步驟如下：

1)將鋁粉和鈧粉分別過不同目數的篩子，篩分出所需粒度的原料；

2)按鋁鈧合金的成分含量計算出每爐燒結所需的原料鋁、鈧的重量，分別稱取；

3)將鋁粉和鈧粉混合放入行星球磨機中，使粉末機械合金化；

4)將研磨好的鋁鈧混合粉末裝入模具，預壓，將模具裝入燒結爐，抽真空，充氬氣洗爐，再抽真空，然后，設定升溫和加壓程序，充氬氣，出爐，得到鋁鈧合金。

優選地，所述步驟1)中所述篩分出的鋁粉為200目，鈧粉為50～100目。

優選地，所述步驟1)中所述鋁粉的純度≥99.99wt％；所述鈧粉的純度≥99.9wt％。

優選地，所述步驟2)中所述鈧粉的量為55～70重量％。

優選地，所述步驟3)中所述行星球磨機的球磨速度為200～800r/min，正反轉交替進行研磨2～5小時。

優選地，所述步驟4)中所述模具為陶瓷模具、石墨模具或硬質合金模具。

優選地，所述步驟4)中所述預壓利用液壓機進行，所述液壓機的壓力為0～20MPa。

優選地，所述步驟4)中所述再抽真空的壓力為1×10^-1～1×10^-3MPa。

優選地，所述步驟4)中所述設定升溫和加壓程序：設定升溫速率為100℃/min，保溫時間為：10～30min，壓力為45～70MPa。

優選地，所述步驟4)中得到所述鋁鈧合金后，利用噴砂機除去合金表面的石墨紙，然后打磨處理樣品，進行致密度等相關測試。

本發明利用粉末燒結法，通過調整原料的粒度、燒結工藝參數達到保證合金成分均勻性、提高合金致密度的目的。鋁鈧合金的厚度：5～20mm，致密度≥99％，鈧元素的質量百分含量為55％～70％，其余為鋁元素。

本發明的主要優點：該方法操作簡單、昂貴的金屬鈧的利用率高、有利于產業化應用。通過此法制備的鋁鈧合金具有致密度高(≥99％)、鈧含量高(55％～70％)、成分均勻性好且后續可加工性好的特性，滿足特殊領域用濺射靶材的需求。

下面通過具體實施方式對本發明做進一步說明，但并不意味著對本發明保護范圍的限制。

具體實施方式

實施例1