[發(fā)明專利]一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法

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• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115627381A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 郝玉琳;宮得倫;李述軍;侯文韜;楊銳
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法，屬于金屬材料領域。該寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料含有正交結構α析出相，正交結構α析出相的晶格有序度為0.3～0.6。包括的成分及其質(zhì)量百分比為：β穩(wěn)定元素為20～40％，中性元素為4～12％，α穩(wěn)定元素為0～5％，余量為Ti。該合金材料在?269～50℃的范圍內(nèi)具備低電阻溫度系數(shù)，電阻溫度系數(shù)滿足：|TCR|≤100×ppm/K。還提供了上述合金材料的制備方法，包括時效熱處理，時效熱處理溫度為250～450℃，時效處理時間為5～180分鐘。該寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料能夠在寬溫度范圍內(nèi)維持低電阻溫度系數(shù)，因此具有重要實用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料領域，尤其涉及到一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，電子元器件的使用量逐年增加。電子元器件中一般存在較多金屬材料，由于金屬的本征特性，其電阻會隨著溫度的升高而增大，由此導致電子元器件的整體導電效率隨溫度升高逐漸降低。因此，為了保證電子元器件在不同溫度環(huán)境下使用的準確與可靠性，人們迫切需要研發(fā)出一種在一定溫度范圍內(nèi)電阻不隨溫度變化或變化很小的材料，這種材料的電阻溫度系數(shù)很小，也可以稱之為恒電阻材料。

目前恒電阻材料主要包括NiCr基、Cu基等材料，這些材料通過調(diào)節(jié)成分實現(xiàn)一定溫度區(qū)間的恒電阻效應。但是，這些材料的恒電阻溫區(qū)較窄。同時，調(diào)節(jié)成分的成本較大，因此很難具備實際應用價值。

Ti基合金具有無磁、耐蝕性高、彈性極限高、疲勞極限高、抗拉強度高、塑性良好等優(yōu)點，但是，目前并沒有具有優(yōu)良綜合性能的Ti基低電阻溫度系數(shù)的合金，因此兼具寬溫域低電阻溫度系數(shù)并維持其本身優(yōu)點的Ti基合金具備較高的研究與應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法，更具體的是提供一種具有寬溫域范圍可調(diào)節(jié)電阻溫度系數(shù)的鈦合金及制備方法，能夠滿足在寬溫度范圍內(nèi)應用的電子元器件對材料性能所提出的特殊要求，并能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高靈敏度、高抗擾能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

本發(fā)明的一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料含有正交結構(Orthorhombic)α析出相，正交結構α析出相的晶格有序度為0.3～0.6。

所述的寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料在-269～50℃的范圍內(nèi)具備低電阻溫度系數(shù)(TCR)，電阻溫度系數(shù)滿足：|TCR|≤100×ppm/K。

所述的低電阻溫度系數(shù)(TCR)通過調(diào)整正交結構(Orthorhombic)α析出相晶格有序度實現(xiàn)。

所述的寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料，包括的成分及各個成分的質(zhì)量百分比為：至少含有一種β穩(wěn)定元素：Nb、Ta、Mo、V，β穩(wěn)定元素的質(zhì)量百分比為20～40％；可以含有一種或兩種中性元素：Zr、Sn，中性元素的質(zhì)量百分比為4～12％；可以含有α穩(wěn)定元素：O，α穩(wěn)定元素的質(zhì)量百分比為0～5％；余量為Ti；

本發(fā)明的一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料的制備方法，包括以下步驟：

所述的寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金中的低TCR來源于正交結構α析出相，該正交結構α析出相通過時效處理產(chǎn)生，時效溫度：250～450℃，時效時間：5～180分鐘。

本發(fā)明的一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法，其原理是：

金屬材料的電阻通常隨溫度升高而顯著升高，而具備合適晶格有序度的正交結構α析出相能夠表現(xiàn)出與金屬基體相反的電阻溫度關系，因此能夠抵消升溫導致的電阻增加，使合金具備低電阻溫度系數(shù)TCR。

本發(fā)明的一種寬溫域低電阻溫度系數(shù)的合金材料及其制備方法，其優(yōu)點及有益效果在于：