一种铼涂层钨基材料以及该材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种铼涂层钨基材料，包括钨金属基体、铼金属涂层及两者间形成的扩散层三部分，铼金属涂层覆盖在钨金属基体表面，在铼金属涂层与钨金属基体之间形成有效的扩散层，其中铼金属涂层厚度为1～3mm。一种铼涂层钨基材料的制备方法，包括如下步骤：S1取纯度≥99.5％的铼金属粉末，在惰性气体的保护下进行球磨，制备出颗粒度≤2μm的铼金属粉末；S2在圆柱体钨金属基体表面铺洒一层厚度为1～3mm的上述方法制备的铼金属粉末，进行预压置；S3采用真空烧结炉，在氢气保护下、温度：2000～2500℃、压力：500～800KPa、保温保压：10～20h的条件进行烧结，制成铼涂层钨基材料。本发明专利技术通过在钨金属基体表面制备铼金属涂层，改善了基体金属的表面性能，拓宽应用领域。拓宽应用领域。拓宽应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种铼涂层钨基材料以及该材料的制备方法


[0001]本专利技术属于有色金属冶炼
，尤其涉及一种铼涂层钨基材料以及该材料的制备方法。

技术介绍

[0002]难熔金属铼拥有的优异性能，被广泛应用于宇航、核工业、化工等众多行业。作为金属结构材料或者石墨、C
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C结构材料相结合的衬里，铼能够满足高温火箭发动机和热气阀门零件的抗腐蚀要求。铼的性能优于固体燃料火箭热区零件上的全部其它涂层材料，铼涂层材料的制备可广泛应用于航空和导弹推进系统之类的高温结构和能源装置等一系列
，具有广阔的市场前景。目前,铼涂层的主要制备方法有两种：一种是化学气相沉积(CVD)方法，首先用氯气将金属Re氯化生成气相ReCl5，然后ReCl5在500～800℃的基体上还原生成铼涂层，该方法的优点是可以制备毫米级的Re涂层,缺点是产物有毒、对设备腐蚀严重特别是涂层与基体结合强度低；另一种是物理气相沉积(PVD)方法，也就是采用Ar+对高纯Re靶进行溅射,被溅射出的Re原子在基体上沉积形成Re涂层。该方法的优点是可以制备出致密涂层,缺点是不能制备厚涂层,同时,由于基体温度很低,涂层与基体不能发生互扩散,从而导致Re涂层与碳基材料基体结合强度较低。

技术实现思路

[0003]针对上述的不足，本专利技术提供一种铼涂层钨基材料以及该材料的制备方法，本专利技术通过在钨金属基体表面制备一层铼金属涂层，从而改善基体金属的表面性能，拓宽应用领域。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种铼涂层钨基材料，包括钨金属基体、铼金属涂层及两者间形成的扩散层三部分，铼金属涂层覆盖在钨金属基体表面，在铼金属涂层与钨金属基体之间形成有效的扩散层，其中铼金属涂层厚度为1～3mm。
[0006]一种铼涂层钨基材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1取纯度≥99.5％的铼金属粉末，在惰性气体的保护下进行球磨，制备出颗粒度≤2μm的铼金属粉末；：
[0008]S2在圆柱体钨金属基体表面铺洒一层厚度为1～3mm的上述方法制备的铼金属粉末，进行预压置；
[0009]S3采用真空烧结炉，在氢气保护下、温度：2000～2500℃、压力：500～800KPa、保温保压：10～20h的条件进行烧结，制成铼涂层钨基材料。
[0010]优选的，所述S1步骤中需要将纯度≥99.5％的铼金属粉末放入以铼球为球磨机中研磨和均匀化；然后将分解后的铼的氧化物在800℃的钼丝还原炉内进行氢还原2.5h，得到铼金属粉末；最后在氩气的保护下，应用球磨法制备出颗粒度≤5μm的铼金属粉末。
[0011]优选的，所述S2步骤中的圆柱体钨金属是将块状钨金属加工成圆柱形状，并且在
其中一底面进行抛光处理。
[0012]优选的，所述S3步骤中的铼涂层钨基材料是将已做抛光处理表面的圆柱体钨金属均匀铺一层厚度为≤1mm的铼金属粉末，在氢气保护气氛下，应用粉末冶金法在温度为2200℃、压力为600KPa、保温保压15h条件下烧结而成。
[0013]与现有技术相比，本专利技术优点在于：
[0014](1)本专利技术可以在大块基体表面制备铼涂层，充分发挥其耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等优质性能；
[0015](2)本专利技术可以保证基体与铼涂层形成扩散连接，确保制备的复合材料在实际应用过程中的稳定性；
[0016](3)本专利技术操作简单、过程易控制，且制备涂层的基体适用于其它金属结构材料；
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的铼涂层钨基材料结构示意图
[0018]图2为本专利技术提供的铼涂层钨基材料制备工艺流程图。
具体实施方式
[0019]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，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]本专利技术提供了一种铼涂层钨基材料，包括钨金属基体1、铼金属涂层2及两者间形成的扩散层3三部分，铼金属涂层2覆盖在钨金属基体1表面，在铼金属涂层2与钨金属基体1之间形成有效的扩散层3，其中铼金属涂层2厚度为1～3mm。
[0021]本专利技术通过在钨金属基体表面制备一层铼金属涂层，从而改善基体金属的表面性能，拓宽应用领域。
[0022]一种铼涂层钨基材料的制备方法，包括如下步骤：
[0023]S1取纯度≥99.5％的铼金属粉末，在惰性气体的保护下进行球磨，制备出颗粒度≤2μm的铼金属粉末。在此步骤中需要将纯度≥99.5％的铼金属粉末放入以铼球为球磨机中研磨和均匀化；然后将分解后的铼的氧化物在800℃的钼丝还原炉内进行氢还原2.5h，得到铼金属粉末；最后在氩气的保护下，应用球磨法制备出颗粒度≤5μm的铼金属粉末。
[0024]S2在圆柱体钨金属基体表面铺洒一层厚度为1～3mm的上述方法制备的铼金属粉末，进行预压置。此步骤中所述的圆柱体钨金属是将块状钨金属加工成圆柱形状，并且在其中一底面进行抛光处理。
[0025]S3采用真空烧结炉，在氢气保护下、温度：2000～2500℃、压力：500～800KPa、保温保压：10～20h的条件进行烧结，制成铼涂层钨基材料。此步骤中的铼涂层钨基材料是将已做抛光处理表面的圆柱体钨金属均匀铺一层厚度为≤1mm的铼金属粉末，在氢气保护气氛下，应用粉末冶金法在温度为2200℃、压力为600KPa、保温保压15h条件下烧结而成。
[0026]本专利技术通过采用还原法制备出的铼金属粉末在球磨过程中，确保了铼金属粉末与空气不接触，避免铼粉末的氧化；确保了钨金属基体与铼金属粉末发生扩散连接的接触面
水平、光滑、无氧化，烧结过程中，该接触面所受压力均匀。本专利技术提高了铼金属涂层的制备厚度；提高了铼金属涂层与钨金属基体之间的连接效果；减少了影响铼金属涂层质量的生产过程因素，从而提高了铼金属涂层的质量。
[0027]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铼涂层钨基材料，其特征在于，包括钨金属基体、铼金属涂层及两者间形成的扩散层三部分，铼金属涂层覆盖在钨金属基体表面，在铼金属涂层与钨金属基体之间形成有效的扩散层，其中铼金属涂层厚度为1～3mm。2.一种铼涂层钨基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1取纯度≥99.5％的铼金属粉末，在惰性气体的保护下进行球磨，制备出颗粒度≤2μm的铼金属粉末；S2在圆柱体钨金属基体表面铺洒一层厚度为1～3mm的上述方法制备的铼金属粉末，进行预压置；S3采用真空烧结炉，在氢气保护下、温度：2000～2500℃、压力：500～800KPa、保温保压：10～20h的条件进行烧结，制成铼涂层钨基材料。3.根据权利要求2所述的铼涂层钨基材料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迎武，张煜，石玉桥，李俊杰，
申请(专利权)人：阳谷祥光铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：