[發明專利]一種WTa合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210016808.3
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114395707B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 張久興;王玥皓;潘亞飛;黃蕾;韓翠柳;農濱榮;吳鎮旺
• 申請（專利權）人: 安徽尚欣晶工新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C1/05;C22C27/04;C23C14/14;C23C14/34
• 代理公司: 北京山允知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11741
• 代理人: 胡冰

1.一種WTa合金，基于100wt％的WTa合金的總重量，Ta的含量為10wt％～20wt％，其余為W，其中，所述WTa合金的相對密度為95％～97.5％；維氏硬度為390～430HV_0.5；平均晶粒大小為2.5～3.5μm；

所述WTa合金是通過包括如下步驟的方法制備：

S1：采用高能球磨混合W粉和Ta粉得到混合粉末；

S2：向石墨模具中加入在步驟S1中得到的混合粉末；采用液壓機對裝有混合的粉末的石墨模具進行預壓，壓力為10～15MPa；

S3：在預壓后的石墨模具外裹上與石墨模具等高的4～6mm厚的碳氈，再將其置于放電等離子燒結系統的爐腔中，施加軸向機械壓力，抽真空至30Pa以下，對混合粉末進行燒結即得到WTa合金材料，

其中，步驟S3中的工藝為：

燒結溫度：1800～1900℃；

保溫時間：5～10min；

然后，保持軸向機械壓力隨爐冷卻，

并且在室溫至1500℃區間升溫速率為80～100℃/min，1500℃以上為60～80℃/min；所述軸向機械壓力為30MPa。

2.一種制備根據權利要求1所述的WTa合金的方法，其包括以下步驟：

S1：采用高能球磨混合W粉和Ta粉得到混合粉末；

S2：向石墨模具中加入在步驟S1中得到的混合粉末；采用液壓機對裝有混合的粉末的石墨模具進行預壓，壓力為10～15MPa；

S3：在預壓后的石墨模具外裹上與石墨模具等高的4～6mm厚的碳氈，再將其置于放電等離子燒結系統的爐腔中，施加軸向機械壓力，抽真空至30Pa以下，對混合粉末進行燒結即得到WTa合金材料，

其中，步驟S3中的工藝為：

燒結溫度：1800～1900℃；

保溫時間：5～10min；

然后，保持軸向機械壓力隨爐冷卻，

并且在室溫至1500℃區間升溫速率為80～100℃/min，1500℃以上為60～80℃/min；所述軸向機械壓力為30MPa。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟S1中的W粉的粒徑為5～15μm和Ta粉的粒徑為1～10μm。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，

步驟S1中的球磨工藝為：

使用硬質合金球磨罐；選用直徑6mm硬質合金球；球料比：5～20：1；球磨機轉速200～600r/min；球磨時間：10～30h；在惰性氛圍下進行球磨。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，

步驟S3的工藝為：

軸向機械壓力：30MPa；

先以100℃/min升溫速率從室溫升溫至1500℃，再以80℃/min的升溫速率升至燒結溫度1800℃，保溫10min；

然后，保持軸向機械壓力隨爐冷卻。

6.一種濺射用靶材，其包含根據權利要求1所述的WTa合金。

7.一種WTa合金膜，其由根據權利要求1所述的WTa合金制成。

8.一種WTa合金膜，其是通過使用根據權利要求6所述的濺射用靶材通過濺射方法制成。