[發(fā)明專利]一種Ti5 有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010960256.2 | 申請日： | 2020-09-14 |
| 公開（公告）號： | CN112176214B | 公開（公告）日： | 2021-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李愛濱;張學(xué)習(xí);王桂松;錢明芳;趙颯;宋佳汶;屈偉;耿林 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | C22C1/08 | 分類號： | C22C1/08;C22C14/00;B22F3/11;B22F3/24 |
| 代理公司： | 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211 | 代理人： | 裴閃閃 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 ti base sub | ||
一種新型的Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料及其制備方法。本發(fā)明屬于TiAl基復(fù)合材料及其制備領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于解決目前TiAl多孔材料的通孔孔壁過于簡單以及耐腐蝕性、抗高溫氧化性和過濾效果有待提高的技術(shù)問題，從而適應(yīng)更加苛刻的服役條件。本發(fā)明的一種新型的Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料由球形Ti粉和Al?Si合金經(jīng)真空無壓反應(yīng)浸滲和高溫?zé)崽幚碇苽涠桑肨i5Si3顆粒增強(qiáng)TiAl基多孔材料的孔壁上具有網(wǎng)狀孔隙，網(wǎng)狀孔隙的孔徑為1μm～9μm，孔隙率≥58.6％，開孔率≥44.8％。本發(fā)明的方法通過引入Ti5Si3顆粒來增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁，實現(xiàn)了穩(wěn)定多孔材料孔壁結(jié)構(gòu)、提高耐腐蝕性和抗高溫氧化性，從而提高使用壽命。本申請制備方法簡單易行高效，并且成本低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于TiAl基復(fù)合材料及其制備領(lǐng)域；具體涉及一種Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料及其制備方法。
背景技術(shù)
多孔材料因其獨特的性能廣泛應(yīng)用于海水淡化、航空航天、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥分離、催化、儲能和化工等各個領(lǐng)域。金屬多孔材料具有較高的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)熱性，優(yōu)良的抗沖擊吸收能力，特別是良好的氣液滲透性，在各個工業(yè)領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ怯捎谄淠透g性差，抗高溫氧化性能差，限制了在高溫氣液分離等過濾領(lǐng)域應(yīng)用。而金屬間化合物多孔材料，特別是TiAl多孔材料，具有良好的高溫抗氧化性能，抗各種酸堿腐蝕性能，優(yōu)良的抗熱震能力等優(yōu)點，可用作高溫隔熱材料、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、各種酸、堿、鹽腐蝕環(huán)境下的過濾材料和節(jié)流材料。
目前，制備TiAl多孔材料常用的方法是元素粉末方法，根據(jù)Ti和Al元素粉末的成形方式以及合成或燒結(jié)方式的不同，可以分為包括傳統(tǒng)粉末冶金的固態(tài)合成法，以及自蔓延和熱爆的液態(tài)合成法，而制備出的TiAl多孔結(jié)構(gòu)為大孔隙連成通孔，但其通孔的孔壁過于簡單。作為過濾材料，利用多孔材料對固體顆粒的的攔截作用，可以實現(xiàn)從液體或氣體中分離出固體顆粒，而多孔材料的孔結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性直接影響其固氣或固液分離效果。并且在酸性環(huán)境中，多孔材料的腐蝕同時發(fā)生在材料外表面和內(nèi)部孔隙表面。孔隙度、孔徑、孔隙形貌及孔的表面特征都會影響腐蝕過程。同時，TiAl高溫強(qiáng)度不足缺陷阻礙了其高溫應(yīng)用。材料的多孔結(jié)構(gòu)決定的材料性能，制備多孔材料的關(guān)鍵和難點在于形成多孔結(jié)構(gòu)。因此，如何豐富、強(qiáng)化和穩(wěn)定多孔材料孔壁結(jié)構(gòu)，提高耐腐蝕性和抗高溫氧化性，實現(xiàn)更好過濾效果和提高使用壽命，是亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前TiAl多孔材料的通孔孔壁過于簡單，以及耐腐蝕性、抗高溫氧化性和過濾效果有待提高的技術(shù)問題，而提供了一種Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料及其制備方法。
本發(fā)明的一種Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料由球形Ti粉和Al-Si合金制備而成，所得Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料的孔壁上具有網(wǎng)狀孔隙，網(wǎng)狀孔隙的孔徑為1μm~9μm，孔隙率≥58.6%，開孔率≥44.8%。
進(jìn)一步限定，所述球形Ti粉和Al-Si合金塊的質(zhì)量比為67：（32~34）。
進(jìn)一步限定，所述球形Ti粉和Al-Si合金塊的質(zhì)量比為67：33。
進(jìn)一步限定，所述Al-Si合金塊中Si的質(zhì)量含量為3%~7%。
進(jìn)一步限定，所述Al-Si合金塊中Si的質(zhì)量含量為6%。
本發(fā)明的一種Ti5Si3顆粒增強(qiáng)網(wǎng)狀孔壁的TiAl基多孔材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行：
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