[發(fā)明專利]一種微波熱分解制備鈦-鋁合金材料的方法

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• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108213421A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 許磊;羅銅;彭金輝;韓朝輝;張利波;郭勝惠;劉建華;周俊文;夏洪應;尹少華;吳慶田;董小龍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C22C21/00;C22C1/04
• 代理公司: 昆明潤勤同創(chuàng)知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 王遠同

本發(fā)明公開一種微波熱分解制備鈦?鋁合金材料的方法，包括A：配料混料、B：模壓成型、C：制備合金；本發(fā)明方法中氫化鈦粉在微波高溫下分解釋出鈦原子，與金屬鋁發(fā)生原位反應生成鈦鋁合金，實現(xiàn)熱分解/燒結一步制備鈦鋁合金，微波熱分解燒結具有強化動量傳遞和熔煉效果，促進合金材料致密化的作用，有利于實現(xiàn)材料均質細化，微波加熱均勻，升溫速率快，加熱效率高，可以降低燒結溫度和縮短工藝流程，提高了生產效率，且方法工藝簡單，易操作，成本相對較低，清潔化車間生產管理，易于工業(yè)化生產。

技術領域

本發(fā)明屬于微波能應用、粉末冶金和材料制備等技術領域，具體涉及一種微波熱分解制備鈦-鋁合金材料的方法。

背景技術

鈦鋁合金同時具有Ti、Al的質量輕，強度高，表面容易形成保護層，致密度高，物理性能好等一系列較為優(yōu)異的性能，已成為國際上一個重要的研究熱點，如波音公司將鈦鋁合金用于飛機的發(fā)動機渦輪兩級葉片等。此外，新型鈦鋁合金的研究，如納米結構鈦鋁合金、梯度結構鈦鋁合金、多種形狀鈦鋁合金等也為鈦鋁合金的應用提供了更廣闊的空間。

伴隨鈦鋁合金應用的高速發(fā)展，對其所具有的性能也提出了新的要求，如致密度、散熱率、導電導熱等性能都要求較高。目前鈦鋁合金的制備方法主要有熱壓和熱等靜壓燒結、自蔓延高溫合成、氣霧法等方法等。采用熱壓和熱等靜壓燒結制備鈦鋁合金過程和設備復雜，生產控制要求嚴，模具材料要求高，能源消耗大，生產效率較低，成本高；自蔓延高溫合成法，反應所放出的熱不足以滿足后面反應所需的熱，產品中會摻夾大量雜質，產品質量達不到所需的標準；氣霧法導致產品的純度達不到標準，并且還會生成其它化合物，對能源的消耗非常高。因此，針對上述現(xiàn)有技術存在的問題及不足，研發(fā)一種微波熱分解制備鈦-鋁合金材料方法，滿足日益提高的性能要求和一些特殊條件下的應用需求，具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效節(jié)能的微波熱分解制備鈦-鋁合金材料的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括A：配料混料、B：模壓成型、C：制備合金；具體步驟如下：

A：配料混料

將氫化鈦粉和鋁粉按質量比為5~15：95~85倒入球磨機/混料機中進行混合均勻；

B：模壓成型

將步驟A得到的混合粉體倒入壓制模具中，壓制成坯；

C：制備合金

將步驟B得到的壓坯放置在坩堝內，并置于微波真空高溫爐中，關閉爐門后抽真空，至氣壓低于0.1MPa后充入保護氣體，然后饋入微波，燒結溫度為650~800℃，保溫30~60min，隨爐冷卻后取出樣品，得到鈦-鋁合金材料。

本發(fā)明方法中氫化鈦粉在微波高溫下分解釋出鈦原子，與金屬鋁發(fā)生原位反應生成鈦鋁合金，實現(xiàn)熱分解/燒結一步制備鈦鋁合金，微波熱分解燒結具有強化動量傳遞和熔煉效果，促進合金材料致密化的作用，有利于實現(xiàn)材料均質細化，微波加熱均勻，升溫速率快，加熱效率高，可以降低燒結溫度和縮短工藝流程，提高了生產效率，且方法工藝簡單，易操作，成本相對較低，清潔化車間生產管理，易于工業(yè)化生產。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例1制備得到的鈦-鋁合金試樣XRD圖；

圖3是本發(fā)明實施例1制備得到的鈦-鋁合金微觀形貌圖；

圖4是本發(fā)明實施例3制備得到的鈦-鋁合金微觀形貌圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不得以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。