[發明專利]一種原位自生Cr3

在審

• 申請號: 202010057136.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111172416A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 黃振鶯;焦一丹;李學;胡文強;于群;王淵博;于文波;周洋
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C19/03;C22C32/00;B22F3/14
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 楊帥峰

1.一種原位自生Cr₃C₂增強Ni基復合材料，其特征在于：

(1)以三元層狀陶瓷材料Cr₂AlC的粉體與Ni粉為原料，其中Cr₂AlC(純度：98％，粒度：5～8μm)的含量為10～40vol％，其余為Ni粉(純度：99％，粒度＜100μm)；

(2)高溫條件下，Cr₂AlC發生解離，Al原子伴隨部分Cr原子擴散出來，原位生成Cr₃C₂陶瓷顆粒均勻分布在基體中，同時Al、Cr原子固溶到Ni基體中形成γ-Ni，當Al、Cr含量達到一定值時，會進一步與Ni發生反應析出沉淀相Ni₃(Al，Cr)，即γ’相；

(3)顯微結構：原位自生Cr₃C₂陶瓷顆粒與γ’相均勻分布在Ni基體中，增強相與基體相潤濕性良好，界面結合牢固。

2.根據權利要求1所述的一種原位自生Cr₃C₂增強Ni基復合材料的熱壓制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1，Cr₂AlC陶瓷粉體制備：按摩爾比為Cr∶Al∶C＝2∶1.2∶1計算并稱量cr粉、Al粉、石墨粉的質量，混合均勻后進行壓片，氬氣氣氛保護下進行無壓燒結，以15～20℃/min的升溫速率加熱，燒結溫度為1400～1450℃，保溫10min，隨爐冷卻至80℃之后，取出樣品，即制得高純Cr₂AlC陶瓷疏松塊體，將其破碎、粉碎后得到平均粒度為5～8μm的Cr₂AlC陶瓷粉體；

步驟2，配料：按Cr₂AlC陶瓷粉體含量為10～40vol％、Ni粉的含量為60～90vol％進行配料，計算并稱量Cr₂AlC陶瓷粉體與Ni粉的質量；

步驟3，混料：將配好的原料粉與瑪瑙球按球料比為5∶1的比例放入球磨罐中，再將球墨罐放到滾筒球磨機上球磨8～10小時；

步驟4，熱壓燒結：將球磨之后的原料粉倒入涂有BN的熱壓模具中，外加5～8MPa的壓力，保壓3min預壓成型，粉體壓實成型后，將模具放入真空熱壓爐中，氬氣氣氛保護下，以10～20℃/min的升溫速率加熱，燒結溫度為1200～1400℃，在1100～1200℃下施加25MPa的壓力使其致密化，保溫保壓30min，隨爐冷卻到500～600℃后卸掉壓力，降溫至80℃之后，取出樣品，即得到原位自生Cr₃C₂增強Ni基復合材料。