[发明专利]一种致密构件的制备方法

权利要求书

1.一种致密构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)采用等离子喷涂技术在制作的芯模的表面喷涂涂层材料，得到喷涂构件；其中，所述芯模的材质选择石墨芯模；芯模的形状为对称形状或非对称形状；对称形状包括：圆柱形、锥形或拉瓦尔形中的任意一种，非对称形状包括梯形；涂层材料包括：单组元材料或多组元复合材料；优选地，单组元材料包括：Mo或W，多组元复合材料包括：Mo-La₂O₃、W-Re、W-Ni-Fe或ZrO₂-Mo中的任意一种；所述涂层厚度为1-20mm；

(B)采用热等静压技术对混合有石英玻璃的喷涂构件进行预致密化处理，具体是将喷涂构件放入石墨坩埚中，随后将作为包套材料的碎石英玻璃或大块的石英玻璃敲碎后填满放有喷涂构件的石墨坩埚中，再将石墨坩埚放入热等静压设备中进行预致密化处理，完成预致密化过程后，需要锯开石墨坩埚，取出包覆石英玻璃的喷涂构件，用榔头轻轻敲除表面大部分的石英玻璃，最终得到表面被完整包覆有石英玻璃的预致密构件，热等静压工艺条件包括烧结温度为1000-1400℃，加载压力为10-100MPa，保压时间为1-4h，压力介质包括氩气和/或氮气；

(C)采用热等静压技术对底部留出供石英玻璃掉落的空间的预致密构件进行二次致密化处理，得到二次致密构件，热等静压的工艺条件包括烧结温度为1400-1600℃，加载压力为100-200MPa，保压时间是1-3h，压力介质包括氩气和/或氮气；

(D)根据所需制备构件的结构及尺寸，对步骤（C）得到的二次致密化构件进行精加工，除去芯模，制得所需构件；

其中，石英玻璃的纯度大于95％。

2.如权利要求1所述致密构件的制备方法，其特征在于：所述石英玻璃包括工业石英玻璃边角料；所述涂层厚度优选为1-15mm。

3.如权利要求1或2所述致密构件的制备方法，其特征在于：所述步骤（B）中，热等静压的工艺条件包括：烧结温度为1200-1400℃，加载压力为20-80MPa，保压时间为1-2h，压力介质包括氩气和/或氮气；所述步骤（C）中，热等静压的工艺条件包括：烧结温度为1500-1600℃，加载压力为140-160MPa，保压时间为1-2h，压力介质包括氩气和/或氮气。

4.如权利要求1或2所述致密构件的制备方法，其特征在于：所述石英玻璃的形状为块状，颗粒状或片状；所述涂层厚度是涂层的总厚度，或为一次喷涂，或为多次喷涂。

5.如权利要求3所述致密构件的制备方法，其特征在于：所述石英玻璃的形状为块状，颗粒状或片状；所述涂层厚度是涂层的总厚度，或为一次喷涂，或为多次喷涂。

6.一种致密构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（A）制备喷涂构件

①以石墨为原料，设计并加工制作出端部带有夹持段的圆柱形石墨芯模；

②将所述石墨芯模固定于旋转工装上，采用等离子喷涂技术在圆柱形石墨芯模的表面喷涂总厚度为20mm的Mo涂层，得到喷涂构件；

（B）制备预致密构件

①将所述喷涂构件放入石墨坩埚中，随后将纯度为91%的工业石英玻璃边角料敲碎后填满放有喷涂构件的石墨坩埚；

②将石墨坩埚放入热等静压设备中，对喷涂构件进行预致密化处理；其中，烧结温度为1200℃，加载压力为20MPa，保压时间为1h，压力介质为高纯氩气；

③采用机械方法锯开石墨坩埚，取出所述经预致密化处理后的喷涂构件，并用榔头轻轻敲除构件表面大部分的石英玻璃，得到表面被完整包覆石英玻璃的预致密构件；

（C）制备二次致密构件

将预致密构件放入石墨坩埚中，并在构件底部垫一个小石墨块，采用热等静压技术对该预致密构件进行二次致密化处理，得到表面有少许石英玻璃的二次致密构件；其中，烧结温度为1450℃，加载压力为150MPa，保压时间为1h，压力介质为高纯氩气；

（D）制备所需构件

根据所需制备构件的结构及尺寸，对所述二次致密构件进行精加工，并采用机械方式去除圆柱形石墨芯模。