[發明專利]一種復合稀土鎢/鉬酸鹽共晶細化難熔金屬的方法

有效

• 申請號: 202211269861.0
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115533112B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 王金淑;楊韻斐;孫俊浩;劉偉;周文元
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;B22F1/12
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種復合稀土鎢/鉬酸鹽共晶細化難熔金屬的方法，屬于難熔金屬粉末制備技術領域。首先采用液相共沉淀法、水熱法或固相反應法合成二元或者多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽。隨后采用液相混合或液固混合的方法在二元或者多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽中加入難熔金屬鹽或難熔金屬氧化物并經過分散、焙燒、研磨等過程得到二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽復合氧化鎢/鉬前驅粉體；隨后對前驅粉體進行氫氣還原，采用兩段式還原法，先升溫到400?700℃，對粉體進行初步還原，隨后繼續升溫到750?1200℃，將粉體還原成以難熔金屬單質為主的氧化物混合難熔金屬粉體。該方法獲得粒徑均勻且明顯細化的二元或多元稀土氧化物復合鎢/鉬粉體。

技術領域

本發明提出了一種復合稀土鎢/鉬酸鹽共晶細化的方法，屬于難熔金屬粉末制備技術領域。該方法適用于制備超細稀土復合鎢粉或鉬粉。

技術背景

難熔金屬鎢與鉬及其合金材料作為重要的戰略高溫結構材料,在電光源、電力、冶金、化工、兵器以及核工業中約束等離子體的第一壁材料以及偏濾器等方面具有廣泛的應用。難熔金屬及其合金粉末的制備對難熔金屬材料的性能影響很大，制約著難熔金屬材料的發展，所以制備出高性能的難熔金屬及其合金粉末對制備高性能難熔金屬材料至關重要。

提高難熔金屬及其合金性能的有效途徑是減少粒徑的尺寸。研究表明，通過添加稀土元素可以顯著地改善粉體粒徑尺寸從而提高合金的綜合性能。制備超細稀土氧化物復合難熔金屬粉體的常用工藝包括球磨(自上而下)和化學法(自下而上)。然而，球磨產生的高能耗和雜質(Fe、Ni、O等)會影響復合粉末制備的效率和質量。此外，很難通過球磨將少量稀土氧化物顆粒均勻分散到難熔金屬中，導致在后續燒結后基體中的稀土氧化物顆粒較大且不均勻。另一方面，常用的化學方法包括共沉淀法、溶膠-凝膠、噴霧干燥和冷凍干燥等。這些方法可以在原子水平上實現均勻的元素摻雜，并很好地保持粉末的精度、純度和形貌。

發明內容

本發明主要發明內容為將二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽與氧化鎢或氧化鉬經過液相或固液充分的混合、分散、焙燒、研磨，再經過兩步還原法制備出了二元或多元稀土氧化物混合難熔金屬粉體。主要目的是獲得具有粒徑細小、粒徑分布窄且均勻的稀土氧化物復合難熔金屬粉體。

本發明提供了一種復合稀土鎢/鉬酸鹽共晶細化難熔金屬的方法，包括以下步驟：

步驟(1)制備二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽。采用液相共沉淀法、水熱法或固相反應法合成二元或多元共稀土鎢酸鹽或稀土鉬酸鹽。其中，液相共沉淀法、水熱法的原料為偏鎢酸銨/鉬酸銨、稀土硝酸鹽；固相反應法的原料為氧化鎢/鉬、稀土氧化物。采用方法可以但不限于上述方法制備得到二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽；二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽具體是指鎢/鉬酸M，M為鈧、釔、鈰、鑭等稀土，二元或多元指的是稀土為二種或多種；

步驟(2)將步驟(1)得到的二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽與對應鎢/鉬的鹽(即偏鎢酸銨/鉬酸銨)或對應鎢/鉬的氧化物(即氧化鎢/氧化鉬)進行混合，制備前驅體；(a)采用液相混合或固液混合的方式將步驟(1)得到的二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽加入對應鎢/鉬的鹽或對應鎢/鉬的氧化物。其中，液相混合的原料為二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽、偏鎢酸銨/鉬酸銨以及檸檬酸等輔助添加劑進行液相混合制備成凝膠；固液混合的原料為二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽、氧化鎢/氧化鉬，以固液混合的方式制備成漿液；(b)將步驟(a)制備成的凝膠或漿液先置于干燥箱中進行高溫烘干，隨后將烘干后的粉體放入空氣氣氛的馬弗爐中進行焙燒反應，此反應過程包括分解和新的化合反應；并對焙燒反應后的粉體進行充分研磨得到二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽復合氧化鎢/鉬前驅粉體，前驅粉體包含二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽、氧化鎢/鉬、稀土氧化物；

步驟(3)對步驟(2)得到的二元或多元共晶稀土鎢/鉬酸鹽復合氧化鎢/鉬前驅粉體進行氫氣還原，先升溫到400-700℃，對粉體進行初步還原得到中間粉體，隨后繼續升溫到750-1200℃，將粉體還原成二元或多元稀土氧化物混合鎢/鉬金屬粉體。