[发明专利]一种表征高通量钼合金多尺度微区性能的方法

说明书

本发明公开了一种表征高通量钼合金多尺度微区性能的方法，将高通量方式制备的钼合金分为纯净段和过渡段，根据成分过渡段有很明显的成分变化，将过渡段均分成若干小区域，并对其进行包括钼镧合金微区形貌，微区腐蚀电位，微区硬度以及微区成分的多尺度表征，建立氧化镧含量‑钼合金晶粒尺寸‑耐蚀性‑硬度之间的关系。本发明利用小样品获得大批钼合金数据以供机器学习模型构建及优化，通过将高通量实验和实验室常用的测试手段进行多尺度结合的方式，实现了钼合金高通量表征，该方法测试周期短，实验便捷且成本低。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种表征高通量钼合金多尺度微区性能的方法。

背景技术

金属钼是一种稀有的难熔金属，具有高的熔点、弹性模量，良好的导电导热性能与低的热膨胀系数，以及良好的耐酸碱及耐液体金属腐蚀性能，因此在航空航天、机械制造、电力电子、钢铁冶金、医疗器械、照明、能源化工、军工等各领域得到了广泛应用，是不可或缺的耐高温材料。随着科技的发展，尤其是国防需求越来越高，对于钼合金的综合性能提出了更高的要求。

但是，材料研究开发是一个漫长的过程，传统上新材料的研发方法是试错法，科研人员基于自己的知识和相关经验积累来确定材料成分组成。回顾整个工业技术及材料的发展和应用历程，新一代材料的研发一般需要相当长的时间。因此，缩短材料从研发到应用的周期，加速材料研发速度，降低材料研发的成本，成为各国研究的重点。

在金属基复合材料高通量制备研发过程中，需要通过高通量表征技术，对高通量技术制备的大量样品的成分、形貌、组织、性能以及界面进行快速检测，并将检测结果用于高通量工艺的反向优化及符合体系的快速筛选。快速、准确、低成本地获取材料信息是衡量材料高通量表征技术的重要标准。

由于金属基复合材料组分较金属复杂，在其表征技术方面，仍然缺乏针对金属基复合材料单一样品成分、形貌、组织、结构和性能的多维、多场、多尺度同步采集技术，以及针对阵列样品成分、形貌、组织与结构的快速表征技术。

目前对钼合金材料微区性能表征的报道还很少，为了能实现钼合金性能的多维多尺度表征，提出一种多尺度表征高通量钼合金微区性能的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种表征高通量钼合金多尺度微区性能的方法，通过对高通量制备的不同固定成分的钼合金成分过渡区进行微观组织-成分-耐蚀性-硬度等多尺度性能测试分析。本发明通过将实验室常用的测试手段进行多尺度结合的方式实现了钼合金高通量表征，该方法测试周期短，实验便捷且成本低。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种表征高通量钼合金多尺度微区性能的方法，包括如下步骤：

步骤1，高通量钼合金制备：

通过粉末冶金固液掺杂的方式制备掺杂不同质量分数稀土金属氧化物的钼合金棒材，将掺杂不同质量分数稀土金属氧化物的钼粉呈成分梯度方式制成一根钼棒，取其中两种不同成分之间形成的成分过渡区作为条状样品；

步骤2，表征高通量钼合金表面微观组织及成分：

将步骤1中得到的成分过渡区的条状样品表面抛光处理，去除表面划痕，用钼合金腐蚀液对表面进行腐蚀；

钼条表面均分为若干个1×1mm的小正方形区域，利用电子显微镜+电子能谱扫描样品表面小区域，分别拍照得到不同区域不同掺杂成分的钼合金微观组织和掺杂稀土金属氧化物含量；

统计不同区域晶粒大小，建立稀土金属氧化物含量-钼合金晶粒尺寸之间的关系；

步骤3，表征高通量钼合金微区耐腐蚀性：

将步骤1中得到的成分过渡区的条状样品表面抛光处理，去除表面划痕，利用扫描开尔文探针测量方法对样品表面进行扫描，得到金属表面电位的变化数据点；