一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，步骤一：溶胶制备；步骤二：铂粉制备；步骤三：共振包覆；步骤四：压制热锻；步骤五：轧制成型；本发明专利技术提出的一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，采用溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法


[0001]本专利技术属于纳米增强相弥撒强化铂的制作
，具体涉及一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法。

技术介绍

[0002]矿储资源的日趋减少，贵金属铑的价格近年来突飞猛涨，导致玻璃工业用贵金属铂铑装备开始向低铑、无铑方向发展，这就对现有的弥散强化铂材料的高温强度、韧性提出了更高的要求。
[0003]目前业内采取的强化手段主要是引入新的强化元素，包括Sc和Re。然而，上述的工艺技术依然存在着以下缺点和不足：(1)大量稀土元素的使用，既提高了材料制造的成本，又会带来玻璃着色和润湿性改变的问题；(2)强化机理仍是传统的合金析出强化，但该方法提高材料的强度有限，而且往往是降低塑性来提高强度；(3)熔炼过程的烧损使得稀土的含量很难控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，步骤一：溶胶制备：将乙酸锆、乙酸钇按照锆与钇金属离子的摩尔比为(5～10)：1加入到同体积的去离子水中，置于60～70℃水浴加热并搅拌，再滴加乙二胺四乙酸的氨水溶液直至pH值达到5.0～5.5，继续加热并搅拌1.0～2.0h后滴加适量乙酸，继续加热并搅拌10min后静置6.0～10.0h得到粘稠状胶体；
[0006]步骤二：铂粉制备：高频感应炉熔炼纯铂锭，底铸为Φ3.0～Φ6.0mm的圆柱条，经裁剪为3.0mm厚的小颗粒后采用电火花等离子体放电法制备成纯铂粉末；
[0007]步骤三：共振包覆：将步骤一中的所述溶胶和步骤二中的所述铂粉按重量比(1～30)∶1000装入特制玻璃罐中，然后使用共振包覆机对其进行共振处理，设置共振频率为50～100Hz，共振时间为1～10min；
[0008]步骤四：压制热锻：将步骤三得到混合粉末置于烘箱1～2h，温度为300～400℃，烘干后放入模具中，在室温，压力100～300MPa下压制成密实合金锭，所得合金锭在1200～1400℃下退火20～50分钟，然后用250kg空气锤进行15～20次锻打，得到纳米增强相弥撒强化铂合金锭；
[0009]步骤五：轧制成型：将步骤四得到的合金锭轧制成所需厚度的1.5～2倍时在1100～1300℃下退火20～60分钟，然后在轧机上轧制得到所需厚度的成品。
[0010]优选的，步骤一中的所述乙二胺四乙酸的氨水溶液含有适量有机分散剂，所述有机分散剂为10～50％体积的聚乙二醇
‑
2000。
[0011]优选的，步骤二中所述粉末粒度最终为5～20μm。
[0012]优选的，步骤五中所述合金锭厚度锻打总变形量为20～50％。
[0013]优选的，步骤四中的空气锤进行15～20次锻打可分为始锻和终锻两个步骤，始锻温度为1300～1400℃，始锻10～15次，终锻温度为1200～1300℃，终锻5～10次。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，采用溶胶
‑
凝胶法制备出纳米尺度的增强相颗粒，与纯铂粉共振包覆后得到纳米增强相弥散强化铂，然后通过优化的压制热锻和轧制技术减少材料的缺陷，获得稳定的织构组织，纳米颗粒团簇均匀分布在晶粒内和晶界上，根据0rowan机制和Hall
‑
Petch机制，可以有效阻碍位错运动和晶粒长大，显著提高材料的室温、高温强度并保留适当的韧性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的溶胶纳米粒度测试结果示意图；
[0016]图2为本专利技术的纳米增强相弥撒强化铂晶粒内部的组织结构图；
[0017]图3为本专利技术的纳米增强相弥撒强化铂晶粒内部的组织结构放大图；
[0018]图4为本专利技术的纳米增强相弥撒强化铂晶界处的组织结构图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021](1)溶胶制备：将乙酸锆(15％)、乙酸钇(15％)按照锆与钇金属离子的摩尔比为9∶1共100ml加入到同体积的去离子水中，置于65℃水浴加热并搅拌，再滴加乙二胺四乙酸的氨水溶液(含有适量有机分散剂)直至pH值达到5.1，继续加热并搅拌1.5h后滴加4ml乙酸，继续加热并搅拌10min后静置7h得到粘稠状胶体；
[0022](2)铂粉制备：高频感应炉熔炼纯铂锭4kg，底铸为Φ4.0mm的圆柱条，经裁剪为3.0mm厚的小颗粒后采用电火花等离子体放电法制备成纯铂粉末；
[0023](3)共振包覆：将步骤(1)所述溶胶和(2)所述铂粉按重量比15∶1000装入特制玻璃罐中，然后使用共振包覆机对其进行共振处理，设置共振频率为60Hz，共振时间为5min；
[0024](4)压制热锻：将步骤(3)得到混合粉末置于烘箱1.5h，温度为400℃，烘干后放入模具中，在室温，压力280MPa下压制成密实合金锭，所得合金锭在1300℃下退火30分钟，然后用250kg空气锤进行15次锻打，始锻温度为1400℃，始锻10次，终锻温度为1200℃，终锻5次，得到纳米增强相弥撒强化铂合金锭；
[0025](5)轧制成型：将步骤(4)得到的合金锭轧制成所需厚度的2倍时在1300℃下退火30分钟，然后在轧机上轧制得到所需厚度的成品。
[0026]实施例2
[0027]制备方法与实施例1中基本相同，不同之处在于：溶胶反应物比例不同，乙酸锆(15％)、乙酸钇(15％)按照锆与钇金属离子的摩尔比为5∶1共100ml加入到同体积的去离子
水中。
[0028]实施例3
[0029]制备方法与实施例1中基本相同，不同之处在于：溶胶与铂粉比例不同，溶胶与铂粉按重量比25∶1000装入。
[0030]各个实施例分别为不同体积分数的纳米增强相的弥撒强化铂，具体的机械性能见下表：
[0031]表1各试例提供的纳米增强弥撒强化铂的性能检测结果
[0032][0033]试验证明，本专利技术的纳米增强相弥撒强化铂与传统的弥散强化铂相比，具有以下突出的优点：材料组织均匀，一致性好，纳米颗粒团簇均匀分布在晶粒内和晶界上，根据Orowan机制和Hall
‑
Petch机制，可以有效阻碍位错运动和晶粒长大，显著提高材料的室温、高温强度并保留适当的韧性。
[0034]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米增强相弥撒强化铂的制作方法，其特征在于：步骤一：溶胶制备：将乙酸锆、乙酸钇按照锆与钇金属离子的摩尔比为(5～10)∶1加入到同体积的去离子水中，置于60～70℃水浴加热并搅拌，再滴加乙二胺四乙酸的氨水溶液直至pH值达到5.0～5.5，继续加热并搅拌1.0～2.0h后滴加适量乙酸，继续加热并搅拌10min后静置6.0～10.0h得到粘稠状胶体；步骤二：铂粉制备：高频感应炉熔炼纯铂锭，底铸为Φ3.0～Φ6.0mm的圆柱条，经裁剪为3.0mm厚的小颗粒后采用电火花等离子体放电法制备成纯铂粉末；步骤三：共振包覆：将步骤一中的所述溶胶和步骤二中的所述铂粉按重量比(1～30)∶1000装入特制玻璃罐中，然后使用共振包覆机对其进行共振处理，设置共振频率为50～100Hz，共振时间为1～10min；步骤四：压制热锻：将步骤三得到混合粉末置于烘箱1～2h，温度为300～400℃，烘干后放入模具中，在室温，压力100～300MPa下压制成密实合金锭，所得合金锭在1200～1400℃下退火20～50分钟，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志江，金英杰，施卫锋，屈新鑫，刘子博，
申请(专利权)人：英特派铂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：