一种高电阻率复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电热材料，特别是一种高电阻率复合材料及其制备方法。所述复合材料由锗、硅、锆、钛、硼、铈、镍、铬作为添加剂加入到铁铝合金中经冶炼制备而成，添加剂由氧化物组成，所述复合材料的室温电阻率达2.5Ωmm2/m。所述制备方法包括：制备添加剂、熔化铁铝合金、将添加剂熔入合金液中、均匀化退火、热轧盘条、多道次拉拔和中间退火等工艺。本发明专利技术制备的复合材料成品具有较高的电阻率，克服了现有技术中的不足，具有良好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及一种电热材料，特别是。
技术介绍
： 目前，工业上大规模使用的电热材料主要是电热合金，主要有镍铬合金、镍铬铁合 金和铁铬铝合金三个系列。工业上用于1300°C以下的电热元件主要采用镍铬合金和铁铬 铝合金。镍铬合金价格昂贵，在温度大于l〇〇〇°C时，抗氧化性显著降低。铁铬铝合金含碳 量较高，合金元素单一，在高温使用时，内部晶粒长大，晶界上网状析出物容易引起脆断，严 重影响工业使用。现有技术公开了一种新型高电阻电热合金材料（CN1155590A)，其合金 配方为 Fe-(24-32)Al-(0. 01-0. 2)Ce-(l-6)a，a 为 Cr 和 Μη 中的一种或两种；Fe-(24-32) A1-(0· 01-0. 2) Ce (或 B) - (0· 01-0. 3) Zr-(1-6) a-(0· 1-2) b，a 为 Cr 和 Μη 中的一种或两种， b为W、Mo、Nb中的一种或几种。上述合金的电阻率、抗高温氧化性优于镍铬合金和铁铬铝 合金，但其性能仍存在进一步提升的空间。本专利技术首次将氧化物颗粒添加到铁铝合金基体 中制备出高电阻率复合材料，克服了现有技术中的不足，具有广泛的工业应用前景。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高电阻率复合材料及其制备 方法。 一种高电阻率复合材料，其特征在于，所述复合材料由锗、硅、锆、钛、硼、铈、镍、铬 作为添加剂加入到铁铝合金中经冶炼制备而成，所述复合材料的室温电阻率达2. 5Ω_2/ m，所述添加剂的质量配比为：氧化锗15-20%、二氧化硅30-45%、氧化锆5-10%、硼化钛 1-5%、氧化铺1-5%、氧化镍10-15%，余量为氧化铬；所述铁错合金与添加剂的质量配比 为100 : 5?10 ;所述铁铝合金组成为：铝25-28%、铁72-75%。 所述添加剂的质量配比优选为：氧化锗16%、二氧化硅40%、氧化锆8%、硼化钛 4%、氧化铈3%、氧化镍11%，余量为氧化铬。 所述铁铝合金与添加剂的质量配比优选为100 : 7,所述铁铝合金组成优选为：铝 27%、铁 73%。 -种高电阻率复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： (1)制备添加剂，按照氧化锗15-20%、二氧化硅30-45%、氧化锆5-10%、硼化钛 1-5%、氧化铈1-5%、氧化镍10-15%，余量为氧化铬的质量配比进行称量，将上述氧化物 混合后研磨6-12h，平均粒径控制在0. 1-0. 5mm ; (2)熔化铁铝合金，在高真空条件下熔化，熔化后进行吹氧脱碳，后进行高真空沸 腾，沸腾时间大于5min，所述铁铝合金组成为：铝25-28%、铁72-75% ; (3)使用加料钳将研磨好的添加剂加入合金液中，在1700°C条件下沸腾lOmin，静 置后浇铸成铸锭，所述铁铝合金与添加剂的质量配比为100 : 5?10; ⑷均匀化退火：将铸锭放入真空热处理炉内，在真空度lXl(T3Pa、温度950°C下 保温36小时后随炉冷却； (5)热轧盘条：将均匀化退火后的试样进行热轧盘条，热轧温度：1100°C -1200°c， 开轧温度：1150°c，终轧温度：110(TC，每道次变形量彡10% ; (6)将热轧盘条后的坯件进行多道次拉拔、中间退火、拉拔、中间退火、拉拔，其中 间退火温度为850°C _900°C，时间为90-120min，油淬，每道次变形量彡10% ; (7)漂洗后在光亮退火炉中退火，退火温度900°C，最终得到符合规格的高电阻率 复合材料成品。 本专利技术制备的高电阻率复合材料成品由Fe3Al高温合金基体和弥散分布的多种氧 化物颗粒组成，基于硅和锗特殊的原子结构和核外电子分布，二氧化硅和氧化锗能够有效 的提高复合材料的电阻率；氧化铈能够提高各种元素在基体中的分散能力，避免出现颗粒 集聚；以硼化钛的形式引入硼元素能够为液态合金提供形核基础，有效的细化晶粒，改善微 观组织；氧化镍能够促进添加剂粉末与合金液的交融，避免添加剂的漂浮和沉淀；氧化锆 和氧化铬分布在基体中可以有效的提高材料成品的抗高温氧化性。本专利技术制备工艺中的均 匀化退火、热轧盘条，以及后序的多道次拉拔、中间退火、拉拔、中间退火、拉拔工艺有效的 改善复合材料的微观结构，对提高复合材料成品的整体性能具有重要作用，试验测试表明， 按照本专利技术制备方法获得的复合材料成品的室温电阻率高达2. 5 Ω_2/πι。 【具体实施方式】： 下面通过实施例进一步阐述和理解本专利技术。 (1)制备添加剂，按照氧化锗16 %、二氧化硅40 %、氧化锆8 %、硼化钛4 %、氧化铈 3%、氧化镍11%，余量为氧化铬的质量配比进行称量，将上述氧化物混合后研磨10h，平均 粒径控制在0. l-o. 5mm ; (2)熔化铁铝合金，在高真空条件下熔化，熔化后进行吹氧脱碳，后进行高真空沸 腾，沸腾时间大于5min，所述铁铝合金组成优选为：铝27%、铁73% ; (3)使用加料钳将研磨好的添加剂加入合金液中，在1700°C条件下沸腾lOmin，静 置后浇铸成铸锭，所述铁铝合金与添加剂的质量配比优选为100 : 7; (4)均匀化退火：将铸锭放入真空热处理炉内，在真空度IX l(T3Pa、温度950°C下 保温36小时后随炉冷却； (5)热轧盘条：将均匀化退火后的试样进行热轧盘条，热轧温度：1100°C -1200°C， 开轧温度：1150°c，终轧温度：110(TC，每道次变形量彡10% ; (6)将热轧盘条后的坯件进行多道次拉拔、中间退火、拉拔、中间退火、拉拔，其中 间退火温度为880°C，时间为lOOmin，油淬，每道次变形量彡10% ; (7)漂洗后在光亮退火炉中退火，退火温度900°C，最终得到符合规格的高电阻率 复合材料成品。 本专利技术实施例制备的复合材料由锗、硅、锆、钛、硼、铈、镍、铬作为添加剂加入到铁 铝合金中经冶炼制备而成，所述复合材料的室温电阻率达2. 58Ω_2/πι，克服了现有技术中 的不足，具有较广的工业应用前景。 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的 实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电阻率复合材料，其特征在于，所述复合材料由锗、硅、锆、钛、硼、铈、镍、铬作为添加剂加入到铁铝合金中经冶炼制备而成，所述复合材料的室温电阻率达2.5Ωmm2/m，所述添加剂的质量配比为：氧化锗15‑20％、二氧化硅30‑45％、氧化锆5‑10％、硼化钛1‑5％、氧化铈1‑5％、氧化镍10‑15％，余量为氧化铬；所述铁铝合金与添加剂的质量配比为100∶5～10；所述铁铝合金组成为：铝25‑28％、铁72‑75％。

【技术特征摘要】
1. 一种高电阻率复合材料，其特征在于，所述复合材料由锗、硅、锆、钛、硼、铈、镍、铬 作为添加剂加入到铁铝合金中经冶炼制备而成，所述复合材料的室温电阻率达2. 5Ω_2/ m，所述添加剂的质量配比为：氧化锗15-20%、二氧化硅30-45%、氧化锆5-10%、硼化钛 1-5%、氧化铺1-5%、氧化镍10-15%，余量为氧化铬；所述铁错合金与添加剂的质量配比 为100 : 5?10 ;所述铁铝合金组成为：铝25-28%、铁72-75%。2. 如权利要求1所述的一种高电阻率复合材料，所述添加剂的质量配比优选为：氧化 锗16 %、二氧化硅40 %、氧化锆8 %、硼化钛4%、氧化铈3 %、氧化镍11 %，余量为氧化铬。3. 如权利要求1所述的一种高电阻率复合材料，所述铁铝合金与添加剂的质量配比优 选为100 : 7,所述铁铝合金组成优选为：铝27%、铁73%。4. 如权利要求1所述的一种高电阻率复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方 法包括：（1)制备添加剂，按照权利要求1所述的添加剂质量配比进行称量，将上述氧化物 混合后研...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，郭小芳，郭乃林，
申请(专利权)人：盐城市鑫洋电热材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32