[發(fā)明專利]一種含易揮發(fā)元素合金在該元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理的方法

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• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111270056A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫志剛;張孔斌;何雄;劉國強;羅豐;柯亞嬌;趙文俞
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C21D1/74
• 分類號: C21D1/74
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李丹

本發(fā)明提供了一種含易揮發(fā)元素合金在該元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理的方法。含有易揮發(fā)元素合金在高真空環(huán)境中熱處理時，熱處理溫度越高，易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失越嚴重。通過在含有易揮發(fā)元素合金的熱處理環(huán)境中放置該元素單質(zhì)，當(dāng)易揮發(fā)元素單質(zhì)熔融揮發(fā)時，快速形成該元素的飽和蒸氣環(huán)境。同時飽和蒸氣環(huán)境中易揮發(fā)元素滲透進入合金中，與合金中該元素的揮發(fā)形成動態(tài)平衡，從而減少合金中易揮發(fā)元素在熱處理過程中的揮發(fā)損失，促進含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中的固相反應(yīng)，制備獲得高純度物相。本方法工藝簡單、成本低廉，能避免含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失，有助于制備獲得成分均勻穩(wěn)定、物相純度高的合金。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含易揮發(fā)元素合金在該元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理的方法熱處理的方法，特別適用于含易揮發(fā)元素合金的熱處理。

背景技術(shù)

熱處理的目的是為了消除合金中的內(nèi)應(yīng)力、改善合金的組織結(jié)構(gòu)，而含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中會發(fā)生易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失，造成合金中成分不均勻，降低合金在熱處理過程中的固相反應(yīng)，難以獲得高純度物相，進而影響合金的力學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)等宏觀性能。

從目前的研究來看，為減少含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失，采用將含易揮發(fā)元素合金在高真空環(huán)境中進行熱處理的方法，但易揮發(fā)元素具有揮發(fā)度的物理特性，即使在高真空環(huán)境中進行熱處理，易揮發(fā)元素仍然會發(fā)生不同程度的揮發(fā)損失。因此亟需一種方法避免含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對目前含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中發(fā)生易揮發(fā)元素的揮發(fā)損失問題，通過在含有易揮發(fā)元素合金的熱處理環(huán)境中放置該元素單質(zhì)，當(dāng)易揮發(fā)元素單質(zhì)熔融揮發(fā)時，快速形成該元素的飽和蒸氣環(huán)境。同時飽和蒸氣環(huán)境中易揮發(fā)元素滲透進入合金中，與合金中該元素的揮發(fā)形成動態(tài)平衡，從而減少合金中易揮發(fā)元素在熱處理過程中的揮發(fā)損失，促進含易揮發(fā)元素合金在熱處理過程中的固相反應(yīng)，制備獲得高純度物相。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種含易揮發(fā)元素合金在該元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理的方法，含有易揮發(fā)元素合金在放置于該易揮發(fā)元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理后制備獲得高純度含有易揮發(fā)元素合金物相。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，本發(fā)明提供的含易揮發(fā)元素合金在該元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理的方法進一步包括下列技術(shù)特征的部分或全部：

作為上述技術(shù)方案的改進，含有易揮發(fā)元素合金在放置于該易揮發(fā)元素的飽和蒸氣環(huán)境中熱處理后制備獲得高純度含有易揮發(fā)元素合金物相具體方法如下：打磨除去各塊體原料表面氧化層并按目標(biāo)合金的化學(xué)計量比稱量配制，在高純度惰性氣體環(huán)境中反復(fù)熔煉3-10次，熔煉后將易揮發(fā)元素合金放置于該易揮發(fā)元素的飽和蒸氣環(huán)境中退火，獲得高純度含有易揮發(fā)元素合金物相。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述易揮發(fā)元素可包括：La、Eu、Mg、Mn、Sn、K、Zn、Bi、Ca、Na、Sr、I₂、S、Se、Te、P、As中的任意一種元素。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述易揮發(fā)元素的飽和蒸氣環(huán)境可通過在熱處理的環(huán)境中放置易揮發(fā)元素單質(zhì)的方式實現(xiàn)。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述易揮發(fā)元素單質(zhì)需要避免與合金鑄錠直接接觸。

作為上述技術(shù)方案的改進，在熔煉過程中，所述含有易揮發(fā)元素合金中按照化學(xué)計量比稱量配置，并且使該易揮發(fā)元素單質(zhì)在合金中的量過量1-10wt％。