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专利号: 2017111654421
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金,其特征在于,包括α-Mo、Mo3Si、Mo5SiB2和稀土氧化物,所述α-Mo的晶粒按照体积分数计,包括10%-25%微米尺度的α-Mo晶粒,60%-70%的亚微米尺度的α-Mo晶粒,5%-30%的纳米尺度的α-Mo晶粒,所述微米尺度的α-Mo晶粒分布在亚微米尺度α-Mo晶粒内或者分布在纳米尺度α-Mo晶粒内;Mo3Si的晶粒和Mo5SiB2的晶粒均为亚微米尺度,且Mo3Si的晶粒和Mo5SiB2的晶粒均分布在α-Mo晶粒内;所述稀土氧化物,按照体积分数计,包括10-30%的亚微米尺度的稀土氧化物和70-90%的纳米尺度的稀土氧化物,且所述稀土氧化物颗粒分布于α-Mo、Mo3Si和Mo5SiB2的晶内和晶界。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金,其特征在于,所述纳米尺度为1nm-100nm,微米尺度为1μm-100μm,亚微米尺度为100nm-1μm。

3.一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,主要包括下述步骤:步骤1,称取原料,按照质量分数计,称取钼粉4.5%-9.5%、硅粉4.0%-5.0%、硼粉

1.0%-2.0%,其余为以液液掺杂技术制备的含0.3-1.5wt%稀土氧化物颗粒的钼合金粉,以上组分总和为100%。

步骤2,将步骤1称取的钼合金粉、硅粉和硼粉球磨混合6h-10h后进行机械合金化处理,得到晶粒为亚微米尺度和纳米尺度的混合粉末;

将步骤1称取的钼粉进行高能球磨1h-10h,得到晶粒为微米尺度的纯钼粉;

步骤3,将步骤2得到的混合粉末和纯钼粉球磨混合6h-10h,得到合金粉末;

步骤4,将步骤3得到的合金粉末过200目-300目筛;

步骤5,步骤4完成后,将合金粉末放入模具中,进行热压烧结,热压烧结采用两步法进行升温,且在第二步升温时逐渐向合金粉末单向加压至40MPa-50MPa,温度升至1500℃-

1700℃时,保温保压2h-3h,随后降压至0MPa,随炉冷却至室温,取出烧结体;

步骤6,将步骤5得到的烧结体去除表层0.3mm-0.5mm,得到掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金。

4.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2和步骤3球磨混合时,使用的球磨罐及磨球均为玛瑙材质,球料比为1∶1-3∶1,球磨机的转速为200r/min-400r/min,且球磨的过程中通入Ar气气氛,球磨罐内气体压强为

0.3MPa-0.6MPa。

5.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的机械合金化处理的具体步骤为:步骤2.1,将球磨混合后的混合粉末放入行星式高能球磨机中,球磨45min-55min,球磨时使用的球磨罐及磨球均为碳化钨材质,球料比为8∶1-12∶1,球磨机的转速为250r/min-

350r/min,且球磨的过程中向球磨罐中通入Ar气气氛,球磨罐内气体压强为0.3-0.6MPa;

步骤2.2,步骤2.1完成后,停机5min-15min;

步骤2.3,重复步骤2.1和步骤2.2,重复20-30次停机,得到晶粒为亚微米尺度和纳米尺度的混合粉末。

6.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的高能球磨在行星式高能球磨机中进行,球磨罐和磨球均为碳化钨材质,球料比为8∶1到12∶1,球磨机的转速为200r/min-350r/min,且球磨时向球磨罐中通入Ar气气氛,球磨罐内气体压强为0.3MPa-0.6MPa。

7.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中高能球磨时,每高能球磨45min后停机15min,重复高能球磨1-15次停机。

8.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,热压烧结在真空热压烧结炉中进行,烧结过程中真空度保持在7×10-3Pa-

1×10-2Pa。

9.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤5中两步法升温具体步骤是:第一步以10℃/min-20℃/min的速度升温至1100℃-1200℃,保温0.5h-1.5h,第二步以10℃/min-20℃/min的速度升温至1500℃-1700℃,保温2h-3h。

10.根据权利要求3所述的一种掺杂稀土氧化物的Mo-Si-B合金的制备方法,其特征在于,所述步骤5中的模具为石墨模具,石墨模具呈圆筒状,且石墨模具的内径为30mm-60mm。