La-Ti合金靶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了La

【技术实现步骤摘要】
La
‑
Ti合金靶及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金靶
，特别是涉及一种La
‑
Ti合金靶及其制备方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，具有能量利用率高、清洁环保、可实现分布式供电、移动供电等优点，作为新一代发电技术，发展前景广阔。使用La
‑
Ti合金靶作为燃料电池中阴极材料制备的靶材，La
‑
Ti合金靶具备高强度、良好的耐磨性能，市场应用需求大。传统的La
‑
Ti合金熔炼，一般是将金属镧和金属钛直接加入到坩埚中进行熔炼并且浇铸，表面存在较大的缺陷，并且合金靶表面出现明显的分层。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种La
‑
Ti合金靶及其制备方法，以解决传统工艺制备的La
‑
Ti合金靶成分不均匀，有明显缺陷，合金靶表面出现明显的分层的问题。
[0004]上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种La
‑
Ti合金靶的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将La
‑
Mg合金铸锭与金属钛置于熔炼设备内进行熔炼，熔炼温度为1700～2200℃，保温时间为1～40min，使La
‑
Mg合金铸锭中所有的镁完全挥发，制得La
‑
Ti合金靶；
[0007]其中La
‑
Ti合金靶中镧的重量百分比为20％～60％，金属钛的重量百分比为40％～80％，La
‑
Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La
‑
Ti合金靶中镧与钛总质量的5～50％。
[0008]本专利技术通过同时加入La
‑
Mg合金铸锭、金属钛，利用金属钛将La
‑
Mg合金铸锭中的Mg置换出来，制得的La
‑
Ti合金靶表面光洁成分均匀。
[0009]镁的重量百分比为La
‑
Ti合金靶中镧与钛总质量的5～50％，镁的含量太低无法实现正常置换，镁的含量太高效果不明显。
[0010]进一步地，La
‑
Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La
‑
Ti合金靶中镧与钛总质量的10～30％。
[0011]进一步地，熔炼设备为中频炉，熔炼的工艺参数为将熔炼设备抽真空至2
×
10
‑2Pa～6
×
10
‑2Pa，充入氩气直至真空达到0.01MPa～0.1MPa，将功率升高至8～60Kw，加热5～60min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，冷却，取出La
‑
Ti合金靶。通过控制中频炉的工艺参数来稳定调节熔炼过程的温度。
[0012]具体地，熔炼设备为10Kg中频炉，功率升至8～25Kw，加热10～80min，保温5～40min。
[0013]具体地，熔炼设备为25Kg中频炉，功率升至8～50Kw，加热20～60min，保温10～50min。
[0014]进一步地，La
‑
Mg合金铸锭的制备方法包括以下步骤：将金属镧和金属镁加入熔炼设备，抽真空至2
×
10
‑
2Pa～6
×
10
‑
2Pa，充入氩气，直至熔炼设备内真空达到0.03MPa～0.05MPa，接着加热5～80min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，待冷却后取出La
‑
Mg合金
铸锭。
[0015]进一步地，金属钛的纯度≥99.99％，所述金属镧的纯度≥99.99％，所述金属镁的纯度≥99.99％。
[0016]本专利技术还公开了一种利用所述的La
‑
Ti合金靶的制备方法所制得的La
‑
Ti合金靶。
[0017]与现传统工艺制备相比，本专利技术La
‑
Ti合金靶的制备方法，通过两次熔炼得到合金靶，其合金纯度高，氧含量低，具体地，合金靶中杂质含量低于0.01％，氧含量低于0.02％，合金表面光洁成分均匀。
[0018]本专利技术提高了La
‑
Ti合金靶的制备效率，降低了生产成本，制备过程所需的设备简单，污染小；本专利技术制备方法得到的合金靶满足成分均匀的要求。
[0019]本专利技术先形成La
‑
Mg合金铸锭，再加入金属钛，在中频炉坩埚中，随着金属镁的不断蒸发，金属钛不断地代替原有La
‑
Mg合金中镁的位置，形成La
‑
Ti合金靶。
附图说明
[0020]图1为实施例1制得的La
‑
Ti合金靶。
[0021]图2为对比例1制得的La
‑
Ti合金靶。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
[0023]本专利技术提供的一种La
‑
Ti合金靶的制备方法，包括以下步骤：
[0024]步骤S10，采用纯度≥99.99％的金属钛、金属镧和金属镁作为原料，按照La
‑
Ti合金靶成分称量原料，然后将金属钛、金属镧和金属镁表面清洗干净。其中，La
‑
Ti合金成分，按照重量百分比计包括：钛：66.6％，镧：33.4％，镁：镧、钛质量总和的20％。
[0025]步骤S20，将原料混合后，置入熔炼设备中进行熔炼，得到合金，冷却后对合金铸锭进行机加工。其中，熔炼设备为中频炉,但不限于中频炉熔炼。
[0026]在一个可选实施例中，熔炼过程中，先将金属镧和金属镁加入到坩埚中，将熔炼设备抽真空至2
×
10
‑
2Pa～6
×
10
‑
2Pa，然后关闭阀门；充入高纯氩气，直至熔炼设备内真空达到0.03MPa～0.05MPa；接着加热5～80min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，待冷却后取出合金。再将刚刚得到的合金铸锭与金属钛加入到坩埚中，将熔炼设备抽真空至2
×
10
‑
2Pa～6
×
10
‑
2Pa，然后关闭阀门；充入高纯氩气，直至熔炼设备内真空达到0.03MPa～0.05MPa；接着加热5～80min，保温1～40min，将所有的镁完全挥发，坩埚中不再出现烟雾后，浇铸到铸铁模具中，待冷却后取出合金。将得到的合金铸锭经过机加工得到所需尺寸的合金靶。上述熔炼过程，先抽到一个较高的真空可以较大程度的降低合金中的氧含量，再将高纯氩气充入熔炼设备中(并达到上述真空程度)可以进一步的降低熔炼过程中的氧含量，并且可以防止在熔炼过程中熔融金属的飞溅，有效保护合金的纯度。
[0027]进一步地，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种La
‑
Ti合金靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将La
‑
Mg合金铸锭与金属钛置于熔炼设备内进行熔炼，熔炼温度为1700～2200℃，保温时间为1～40min，使La
‑
Mg合金铸锭中所有的镁完全挥发，制得La
‑
Ti合金靶；其中La
‑
Ti合金靶中镧的重量百分比为20％～60％，金属钛的重量百分比为40％～80％，La
‑
Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La
‑
Ti合金靶中镧与钛总质量的5～50％。2.根据权利要求1所述的La
‑
Ti合金靶的制备方法，其特征在于，La
‑
Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La
‑
Ti合金靶中镧与钛总质量的10～30％。3.根据权利要求1所述的La
‑
Ti合金靶的制备方法，其特征在于，熔炼设备为中频炉，熔炼的工艺参数为将熔炼设备抽真空至2
×
10
‑2Pa～6
×
10
‑2Pa，充入氩气直至真空达到0.01MPa～0.1MPa，将功率升高至8～60Kw，加热5～60min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，冷却，取出La
‑
Ti合金靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周煌，郭利平，刘维，马小波，黄美松，文康，刘华，赵瑞山，
申请(专利权)人：湖南稀土金属材料研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：