[发明专利]一种制备轻质Nb-Ti-Al基多孔材料的方法

摘要

本发明提供一种制备轻质Nb-Ti-Al基多孔材料的方法，属于粉末冶金多孔材料技术领域。工艺流程为：首先将铌粉、钛粉、铝粉及其它合金元素的元素粉末进行高能球磨，得到机械合金化粉末。将Nb-Ti-Al基合金粉末和旋转电极雾化铌合金粉末通过球磨混合均匀，并在200～700MPa的压力下成形，得到成形坯体。成形坯体经过真空无压烧结和热处理后就得到Nb-Ti-Al基多孔材料。该发明利用Al元素的偏扩散在基体中产生孔隙的Kirkendall效应来造孔，并结合雾化合金粉末形成的烧结颈来提高多孔体的强度。制备工艺简单，孔隙结构容易控制。

主权项

一种制备轻质Nb‑Ti‑Al基多孔材料的方法，其特征在于：步骤一、按照机械合金化粉末的成分配比进行称量，原料粉末为‑300目铌粉、‑300目钛粉、‑200目铝粉、‑300目铬粉、‑500目钨粉、‑500目石墨粉末；在原料粉末中另外添加0.5～2wt.％的硬脂酸后预混合均匀，然后在高纯Ar气氛中通过高能球磨将各种合金元素均匀分散在铌基体中，形成过饱和固溶体；球磨时球/料比为(15～20)/1，球磨机的转速为350～500转/分，球磨时间为24～72小时，得到平均粒径为3～40μm的机械合金化粉末；步骤二、机械合金化粉末与雾化粉末的混合：将机械合金化粉末和旋转电极雾化粉末通过球磨混合均匀；旋转电极雾化粉末呈单一粒径分布，粒径为60～150μm，重量百分含量为30～65％；两种粉末在200～300转/分的转速下混合3～10小时，得到混合粉末；步骤三、在混合粉末中添加0.5～5wt.％糊精或聚乙烯醇，在300～800MPa的压力下成形，得到压坯；步骤四、将压坯放在真空烧结炉中，抽真空。待真空度达到1×10^‑3～4×10^‑4Pa后开始升温，以1～2℃/min的速率升温到400～550℃，保温20‑60分钟，然后以0.2～0.5℃/min的速率升温到700℃，保温60分钟，接着以10℃/min的速率升温到1500‑1820℃，保温2‑3小时，得到多孔烧结坯；步骤五、多孔烧结坯在1200～1600℃进行均匀化处理，保温时间为2～6小时，得到轻质Nb‑Ti‑Al基多孔材料。