[发明专利]一种铼基难熔金属混杂材料及其结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种铼基材料及其结构，特别是涉及一种铼基难熔金属混杂材料及其结构。

背景技术

作为一种纯难熔金属，铼对于诸如航天和导弹推进系统之类的高温结构和能源装置来说是特别引人注意的。作为结构材料或者与石墨、碳/碳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蚀要求。与其它一些可供选择的衬里材料相比，铼有许多优点。它的熔点为3180℃，超过了除钨之外的其它金属，但是，与钨不同，铼的塑性-脆性转变温度大大地低于室温。在温度从室温提高到2700℃时，铼的延伸塑性约为35％，而拉伸强度则从大约1127MPa下降到48MPa左右。铼对热震实际上是很迟钝的。另外，由铼加工出来的推进器喷管经受住了从室温到2200℃以上的10万多次的热疲劳循环试验而没有任何破坏的迹象。作为碳材料上的涂层，铼是唯一一种不形成碳化物的难熔金属。而且，铼对碳的溶解度很大，能确保两种材料之间得到很高的连接强度。经反复研究证明，铼的性能均优于固体燃料火箭热区零件上的全部其它涂层。

公开号为102430431A的中国发明专利公开了属于催化剂制备技术领域的一种以磷酸锆类层状材料为载体的高活性的负载型有机铼催化剂及其制备方法。本发明选用具有层状结构的磷酸锆类化合物为载体，将具有催化活性的甲基三氧化铼锚定在磷酸锆类化合物的表面，从而获得了负载型有机铼催化剂。将该催化剂应用于催化烯烃环氧化合成环氧化合物，反应物转化率高，产物的选择性高。

公开号为102816963A的中国发明专利公开了一种钨铼合金，其含钾65ppm-75ppm，含铼0.45％-0.55％。本发明还涉及一种钨铼合金的制造方法，具体步骤为A、制备掺杂钨铼粉：将掺杂钨粉固体与铼酸铵溶液混合，获得掺杂钨铼浸润物，浸润物干燥后获得掺杂钨铼粉；混合时保持温度30℃-50℃，固液重量比(100～300)：5；B、还原获得钨铼混合粉；C、压制；D、预烧结；E、烧结：制成钨铼合金。本发明方法工艺简单，合金中掺杂铼分布均匀，材料一致性好，所制得的钨铼合金具有较好的高温性能和加工性能，是一种较佳的灯丝用新材质。

发明内容

基于铼对碳材料的极好相容性，本发明主要针对燃烧器的高温结构管件，提出一种铼基难熔金属混杂材料及其结构。该材料由四层不同材料组成，由外到内依次是镍涂层、铼泡沫层、金属铼层和铱涂层。它们通过原子间作用力相互结合，形成一种管状结构，能在高温环境下稳定工作，并且抗氧化、防腐蚀，可作为要求严苛的航空航天器喷管等高温结构件。

所述的铼泡沫与金属铼层构成管状结构的主体，铼泡沫位于铼金属管的外表面，内部呈现出三维网络状，厚度为1～5mm。铼金属管与铼泡沫之间有铼晶粒形成的原子间作用力，铼金属管的厚度为0.5～3mm。

所述的镍涂层位于管状结构的最外层，附着于铼泡沫表面，厚度为0.5～3mm，具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能。所述的铱涂层位于铼金属管的内表面，是管状结构的最内层，厚度为0.1mm～0.5mm，具有很高的强度、硬度和高温稳定性，以及优异的抗氧化、防腐蚀性能。

本发明的主要优点是：①该材料质量轻，强度高，具有优异的高温性能，能够抗氧化和防腐蚀；②该材料包含多种难熔金属和涂层，在高温环境下保持稳定的工作性能；③该管状结构内部是泡沫材料，可以填充冷却、相变等材料，实现高温结构的降温；④该管状结构表面附着有抗氧化、防腐蚀涂层，具有使用寿命长，稳定性好的优点。

附图说明

图示为一种铼基难熔金属混杂管的示意图。

图示10为镍涂层；20为铼泡沫；30为铼金属管；40为铱涂层。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

一种铼基难熔金属混杂材料及其结构，该材料由四层不同材料组成，分别是镍涂层、铼泡沫、铼金属管和铱涂层。它们通过原子间作用力相互结合，形成一种管状结构。镍涂层位于管状结构的最外层，附着于铼泡沫表面，厚度为0.6mm。铼泡沫与铼金属管构成管状结构的主体，厚度分别为2mm和0.5mm。铱涂层位于铼金属管的内表面，是管状结构的最内层，厚度为0.2mm。

实施例2