[发明专利]一种掺杂K、Si元素的高温抗蠕变钼板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种掺杂K、Si元素的高温抗蠕变钼板及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：步骤一，按照所述钼板中K和Si的含量分别称取所需的K源和Si源，配制得到混合溶液；步骤二，将步骤一得到的所述混合溶液与Mo源混合均匀并干燥，得到掺杂Mo源；步骤三，将步骤二得到的混合物进行还原处理，得到掺杂钼粉；步骤四，将步骤三得到的掺杂钼粉进行压型、烧结、轧制处理，得到掺杂钼板；步骤五，将步骤四得到的掺杂钼板进行退火处理，得到0.5～4mm厚的Mo‑K‑Si高温抗蠕变钼板。本发明的材料有极高的高温抗蠕变性能，在1900℃以下的抗蠕变性能远优于纯钼，可用作高温烧结的承烧板，或高温炉中的结构性部件。

技术领域

本发明涉及一种具有极高高温抗蠕变性能的掺杂钼板的生产工艺，具体涉及一种掺杂K、Si元素的高温抗蠕变钼板及其制备方法，属于钼板材料制备领域。

背景技术

随着工业技术和材料技术的发展，越来越多的场合对材料在1500℃以上的高温抗蠕变性能提出要求，例如，核燃料棒的承烧板、高温陶瓷承烧板、烧结舟皿等。钨、钼材料具有极高的熔点和优秀的耐化学腐蚀的性能，可以在这些使用环境中不发生熔化，但是却容易在长期的重力或热应力的作用下发生变形，从而影响设备的性能或一些精密产品的尺寸。钼与钨比较，有密度低、较为轻便、成本低等优点，但其熔点较低，在一般情况下，纯钼的高温抗蠕变性能明显不如纯钨，以至于有些场合不得不使用纯钨或钨合金，这样就提高了成本，也提高了设备的负重。

国内外已有不少人通过在钼中同时掺杂K、Al、Si三种元素，或稀土氧化物等来提高钼的高温抗蠕变性能。但就目前掺杂K、Al、Si元素的技术而言，K、Al、Si的掺杂量较大，如果使用温度过高，容易出现材料内的K、Al、Si蒸汽压过高而自发分层和熔化的问题。同时，过大的掺杂量也容易影响设备内的气氛。

就掺杂方式而言，目前人们主要通过固固掺杂、固液掺杂和液液掺杂三种方式，固固掺杂成本低，但均匀性差；固液掺杂相对比较均匀，成本也比较适中；液液掺杂最为均匀，但需要长时间的搅拌和蒸干，成本较高。

就掺杂元素而言，目前的钨、钼掺杂几乎都是在材料中同时添加K、Al、Si三种元素。元素种类较多，容易对使用环境造成干扰。

目前的技术，几乎只对轧成的板坯做去应力退火或者一次再结晶退火，这样的金相组织很难发挥这种钼板的高温抗蠕变性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种掺杂K、Si元素的高温抗蠕变钼板及其制备方法，该钼板具有极高高温抗蠕变性能。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种掺杂K、Si元素的高温抗蠕变钼板的制备方法，所述钼板中K的质量百分比含量为0.01～0.03％，Si的质量百分比含量为0.01～0.05％，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一，按照所述钼板中K和Si的含量分别称取所需的K源和Si源，配制得到混合溶液；

步骤二，将步骤一得到的所述混合溶液与Mo源混合均匀并干燥，得到掺杂Mo源；

步骤三，将步骤二得到的混合物进行还原处理，得到掺杂钼粉；

步骤四，将步骤三得到的掺杂钼粉进行压型、烧结、轧制处理，得到掺杂钼板；

步骤五，将步骤四得到的掺杂钼板进行退火处理，得到高温抗蠕变钼板。

上述制备方法的技术原理是：通过半液-液掺杂，使K和Si与钼源粉混合均匀，还原得到掺杂钼粉，经过烧结、轧制形成特殊的纤维状晶粒组织和钾泡，经过高温退火，获得特殊的长大晶组织。

步骤一中考虑到后续的还原处理和烧结处理时的挥发因素，所需使用的K源和Si源应当适当过量，一般分别过量250ppm左右即可。