[發明專利]一種復合鉬合金板材的制備方法

在審

• 申請號: 201810185130.5
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108251813A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 瞿凌飛
• 申請（專利權）人: 瞿凌飛
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/58;C22C1/05;C22C1/10;C22C27/04;C22C14/00
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本發明公開了一種復合鉬合金板材的制備方法，該方法可達到顯著改善和控制材料的組織結構的目的，多層薄膜結構不但可以阻礙氧空位的遷移，本發明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，在鉬合金板材表面形成稀土記憶合金層，能夠將提升該合金的屈服強度，使得鉬合金板材的表面均勻致密、膜基結合強度高、力學性能優良。

所屬技術領域

本發明涉及合金材料制造領域，具體涉及一種復合鉬合金板材的制備方法。

背景技術

鉬及其合金由于具有熔點高、強度大、導電導熱性能好、抗蝕性能強及高溫力學性能良好等優點。目前，應用于高溫領域的系列主要有TZM板、Mo-La摻雜板材、Mo-Re板及ASK摻雜板材。其中，用于高溫燒結舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La摻雜板材。盡管它們都具有良好的高溫性能，但目前仍然存在著不足之處。如TZM板的低溫韌性不足，塑性成形困難；Mo-Re板材盡管性能優異，但由于Re是稀缺金屬，價格昂貴，加工成本難以控制；Mo-La摻雜板材室溫性能良好，但高溫時具有熱脆性，強度和塑性會同時降低，使其使用壽命受到影響，從而提高生產成本。

形狀記憶合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指經過適當變形后，在一定物理條件變化下能自動做功而恢復變形前形狀的合金。形狀記憶合金因其具有較高的可恢復性形變，已成為一種重要的功能材料，獲得了廣泛應用。鎳鈦系形狀記憶具有記憶恢復原形、無磁性、耐磨耐蝕、耐高溫、無毒性的特點。不過，當前的形狀記憶合金的屈服強度一般在700MPa以下。

發明內容

本發明提供一種復合鉬合金板材的制備方法，該方法可達到顯著改善和控制材料的組織結構的目的，多層薄膜結構不但可以阻礙氧空位的遷移，本發明采用磁控濺射的方法，并采用低溫軋制的手段，在鉬合金板材表面形成稀土記憶合金層，能夠將提升該合金的屈服強度，使得鉬合金板材的表面均勻致密、膜基結合強度高、力學性能優良。

為了實現上述目的，本發明提供了一種復合鉬合金板材的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備基板

將Mo₅Si₃/ Y₂O₃，球磨至平均粒徑為100-300nm；

按設計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑＜8μm的純鉬粉與第一步所制備的Mo₅Si₃/ Y₂O₃混合，采用傳統粉末冶金方法進行混合、壓制成燒結板坯；

將所得燒結板坯在純氫氣氛下加熱至1850℃-2050℃，保溫5-10小時進行燒結；隨爐冷卻后，得到燒結坯；

將得到的燒結坯由室溫加熱至1350℃-1500℃熱軋，道次變形量為20％-35％，總變形量大于80％時，完成軋制的到基板；

（2）基板預處理

所述基板預處理，可依次進行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗；

（3）制備稀土記憶合金靶材

該稀土記憶合金靶材由鈦、鎳、鋁、釔、鉻、硅元素構成；

按重量份包括如下組分：鈦55-65份，鎳10-12份；鋁6-9份；釔1-3份、鉻4-6份；硅1-2份；

采用熔煉法制備得到稀土記憶合金靶材 ；

（4）采用上述合金靶材，使用磁控濺射方法，在上述基板上形成薄膜狀的稀土記憶合金層：

抽真空至10^-4Pa以上，充入氮氣，然后再抽真空至10^-4Pa，調整工作電壓為500V，濺射占空比65-68%，開始進行濺射沉積，控制厚度為150-250μm得到薄膜狀的稀土記憶合金層；