一种难熔金属钨表面纳米化方法技术

本发明专利技术属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种难熔金属钨表面纳米化方法。本发明专利技术采用机械抛光结合真空热处理的方法，在基体为粗晶的钨表面形成细小的纳米晶层，工艺简单，耗时短耗能低，重复性可靠，可实现批量处理。粗晶钨在金相抛光过程中近表层会引入高密度位错，这些位错是热力学亚稳定状态，在后续的真空热处理过程中发生回复形成稳定的纳米晶，晶粒尺寸200～400nm，表面纳米层的厚度为200～400nm。且纳米晶层与基体组织之间不存在明显的界面，不易剥离和分离，有望进一步高升钨材料的抗辐照性能。照性能。照性能。

【技术实现步骤摘要】
一种难熔金属钨表面纳米化方法


[0001]本专利技术属于材料表面纳米化处理
，涉及一种难熔金属钨表面纳米化方法。

技术介绍

[0002]金属钨(W)由于其具有高熔点、高热导率、高抗辐照溅射阈值等特性，被广泛应用于核辐射屏蔽材料，例如用于聚变堆面向等离子的第一壁材料等。虽然，钨基材料已得到广泛应用，但是其抗辐照性能任有待进一步提高。
[0003]纳米结构能显著提升材料的抗辐照性能，例如纳米尺度的晶界作为辐照缺陷的俘获位点，能有效吸收和分散辐照缺陷，降低辐照缺陷的聚集，从而抑制大尺寸的缺陷团簇如空洞、气泡等的产生，进而提升材料的抗辐照性能。然而，工业生产纯钨通常采用自下而上粉末烧结的办法，受尺寸粗大的初始原料粉体限制，以及后续高温烧结过程中晶粒尺寸的进一步粗化，目前制备的钨材料粒径通常为几微米到百微米范畴，严重制约了材料抗辐照性能的提升。因此，亟需发展钨材料表面纳米化的处理技术。
[0004]公开号为CN108456854A的中国专利文献“一种金属钨表面纳米化的装置及其方法”公开了技术方案：通过离化氦气，并获得低电压、大电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种难熔金属钨表面纳米化方法，金属钨为基体，其特征在于，包括如下步骤：S1、打磨粗晶钨颗粒的表面，去除氧化层，获得平整的金属光泽表面；S2、对打磨后的粗晶钨颗粒表面进行设定压力的机械抛光，去除划痕，获得镜面抛光的表面，并进行表面清洗；S3、将清洗后的粗晶钨颗粒置于真空管式炉中退火热处理，退火温度为900～1100℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～2小时，真空度优于5
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‑3Pa，在粗晶钨颗粒表面至距离表面200～400nm的范围内形成纳米化的表面层，晶粒尺寸为200～400nm。2.根据权利要求1所述的难熔金属钨表面的纳米化方法，其特征在于，所述粗晶钨颗粒中母晶的尺寸大于10μm，亚晶的尺寸大于1μm。3.根据权利要求1所述的一种难熔金属钨表面纳米化方法，其特征在于，步骤S1使用目数为400～2000的砂纸打磨粗晶钨颗粒的表面。4.根据权利要求3所述的一种难熔金属钨表面纳米化方法，其特征在于，步骤S1中使用砂纸打磨粗晶钨颗粒的表面时，所用砂纸的目数呈依次增加...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢卓明，王慧，成祥，刘瑞，杨俊峰，张临超，吴学邦，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：