[发明专利]一种Al2O3/Mo复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种Al₂O₃/Mo复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

钼及钼合金具有良好的高温强度和高温硬度，良好的导热性和导电性，低的热膨胀系数，优异的耐磨性和抗腐蚀性，被广泛应用于航天航空、能源电力、微电子、生物医药、机械加工、医疗器械、照明、玻纤、国防建设等领域。我国是世界第二大钼资源国(仅次于美国)和第一大产钼国。

在抗高温、抗高温磨损等特殊应用领域，钼合金具有不可替代的优势，如钼顶头、航空航天用高温喷管材料、喷嘴材料、配气阀体、燃气管管道材料等。真空炉行业用的高温钼板、工作架、钼隔热屏、钼支撑件、钼螺栓等要求长时间工作于超高温环境下并且耐受温度场的变化而不变形，也就是说要求有很高的高温抗蠕变性能和高温持久强度。随着科技的发展，对钼合金的高温性能要求越来越高，研制高温性能更好的钼合金产品日趋紧迫。

钼合金的发展趋势主要体现在：(1)开发新型钼合金，引入高硬抗磨质点，并且硬质点与钼基体结合良好；(2)新型复合工艺的研究，以保证硬质点颗粒细小和分布均匀，对于脆而硬的陶瓷颗粒尤其重要，在锻造或轧制时如果陶瓷颗粒过大，易诱发裂纹；(3)复合强化机理研究，晶界强化、固溶强化和弥散强化多重强化，提升强化效果。

目前，Al₂O₃/Mo复合材料的制备方法包括固-固掺杂法、固-液掺杂法和液-液掺杂法，前两种掺杂法掺杂均匀性差，颗粒尺寸难以控制。而现有的液-液掺杂法主要为溶胶凝胶法，掺杂均匀而颗粒细小，但该方法成胶过程中易出现沉淀，影响复合材料的质量，并且该方法批量生产受限。

水热法是指在密闭反应器(反应釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压)，创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶，是进行无机合成与材料处理的有效方法。水热法合成以其设备简单、能有效控制产物、无污染特性被广泛关注，被誉为最有前途的绿色合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种Al₂O₃/Mo复合材料的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种Al₂O₃/Mo复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别取含有AlOOH纳米粒子和含有MoO₃纳米粒子的悬浊液，混匀后过滤、洗涤、烘干，制得AlOOH/MoO₃复合粉体；

(2)取复合粉体在500～580℃下煅烧1～5小时，使MoO₃由亚稳态的六方结构转变为稳定的正交结构，AlOOH脱水转变为γ-Al₂O₃，将MoO₃还原为Mo粉，同时γ-Al₂O₃转变为α-Al₂O₃，再压制、烧结，制得Al₂O₃/Mo复合材料。

所述的复合材料中Al₂O₃与Mo以任意比例复合，以质量百分含量计，0％＜Al₂O₃＜100％，0％＜Mo＜100％。随着氧化铝含量的增加，钼晶粒越来越细，而氧化铝颗粒却逐渐长大。当氧化铝含量小于10％时，其粒度为0.01～2微米，含量越低，粒度越小，相应的钼晶粒尺寸为1～4微米。

所述步骤(1)中含有AlOOH纳米粒子的悬浊液及含有MoO₃纳米粒子的悬浊液均采用水热法制备。

具体的，所述的含有AlOOH纳米粒子的悬浊液的制备方法包括以下步骤：将铝盐和沉淀剂溶于水中，在反应釜中150～250℃保温5～40小时即得。

所述的铝盐为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝等可溶性铝盐中的一种或多种。

所述的沉淀剂为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵等中的一种或多种。

具体的，所述的含有MoO₃纳米粒子的悬浊液的制备方法包括以下步骤：将钼酸铵溶于水中，调节溶液pH值为0.5～2，在反应釜中150～250℃保温5～40小时即得。

所述的钼酸铵为二钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵等晶型中的一种或多种。

所述的调节溶液pH值采用的酸为硝酸、盐酸、硫酸等中的一种或多种。