稀土陶瓷合金及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210539802.0

申请日:

2012.12.14

公开号:

CN103031476A

公开日:

2013.04.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

发明专利申请公开后的视为撤回IPC(主分类):C22C27/04申请公开日:20130410|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 27/04申请日:20121214|||公开

IPC分类号:

C22C27/04; C22C1/04

主分类号:

C22C27/04

申请人:

潮州市威达陶瓷制作有限公司

发明人:

佘周鹏

地址:

521000 广东省潮州市枫溪区火车站北片工业区

优先权:

专利代理机构:

广州粤高专利商标代理有限公司 44102

代理人:

陈卫;李志强

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内容摘要

本发明公开一种稀土陶瓷合金及其制备方法,其由以下体重量含量的组分组成:氧化硅2~6份,氧化铝3~5份,氧化镧0.6~2.2份,氧化钇0.4~2份,钼60~80份。

权利要求书

权利要求书一种稀土陶瓷合金,其特征在于,由以下体重量含量的组分组成:氧化硅2~6份,氧化铝3~5份,氧化镧0.6~2.2份,氧化钇0.4~2份,钼 60~80份。
 一种根据权利要求1所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于,其步骤如下:
 S1:称取钼酸铵,镧、钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液;
 S2:向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀,然后加入配制好的硅、铝盐溶液与镧、钇盐溶液,在80~85℃保温6~8个小时得到湿凝胶;
 S3:将湿凝胶在120~140℃烘干6~10小时得到干凝胶,然后在540~580℃焙烧得到混合粉末;
 S4:将混合粉末在520~980℃氢气气氛下还原6~11小时;
 S5:将还原的混合粉末在400~600MPa压力下制成坯料,将坯料在1700~1900℃氢气气氛下烧结15~18小时,制得钼合金。
 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于:步骤S2钼酸铵与柠檬酸的质量比为1:1.35~4。
 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于:步骤S1配制的硝酸铝溶液的质量浓度为30~35%。
 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于:步骡S1配制的硝酸镧溶液的质量浓度为20~25%。
 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于:步骡S1配制的硝酸钇溶液的质量浓度为18~22%。
 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法,其特征在于:步骤S4所述氢气气氛还原为首先在520~560℃氢气气氛下还原反应3~5小时,然后在950~980℃氢气气氛下还原反应2~4小时。

说明书

说明书稀土陶瓷合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及稀土陶瓷合金及其制备方法。
背景技术
金属钼及其合金具有熔点高、高温强度大、高温蠕变速率低、膨胀系数小、导热导电及抗热震性能优、抗磨损和抗腐蚀性能强等特性,作为高性能材料而广泛应用于冶金、机械、石油、化工、国防、航空、航天、电子、核工业等诸多领域。然而,金属钼在高温下强度、韧性、硬度较差,再结晶温度低,再结晶后易脆断。同时,钼及其合金低温脆性大,塑一脆转变温度高。这些缺点影响了钼及其合金的加工性能,从而限制其应用范围。
目前,稀土钼合金具有很高的再结晶温度和优良的力学笥能,广泛应用于高温工况条件下,但其内部不含高硬度的耐磨相,因为高温抗磨性差。TZM合金内部含有耐磨相,高温耐磨性优于TZM合金,因此高温抗磨领域应用钼合金主要为TZM合金,但由于TZM合金中的硬质抗磨相量很少,所以其耐磨性有限。因此,同时具有高的再结晶温度、优良的力学性能和高温抗磨性钼合金在高温抗磨领域具有广阔的应用前景。
发明内容
针对现有技术的缺点,本发明提供了一种稀土陶瓷合金及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种稀土陶瓷合金,其由以下体重量含量的组分组成:氧化硅2~6份,氧化铝3~5份,氧化镧0.6~2.2份,氧化钇0.4~2份,钼 60~80份。
一种稀土陶瓷合金的制备方法,其步骤如下:
 S1:称取钼酸铵,镧、钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液;
 S2:向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀,然后加入配制好的硅、铝盐溶液与镧、钇盐溶液,在80~85℃保温6~8个小时得到湿凝胶;
 S3:将湿凝胶在120~140℃烘干6~10小时得到干凝胶,然后在540~580℃焙烧得到混合粉末;
 S4:将混合粉末在520~980℃氢气气氛下还原6~11小时;
 S5:将还原的混合粉末在400~600MPa压力下制成坯料,将坯料在1700~1900℃氢气气氛下烧结15~18小时,制得钼合金。
步骤S2钼酸铵与柠檬酸的质量比为1:1.35~4。
步骤S1配制的硝酸铝溶液的质量浓度为30~35%。
步骡S1配制的硝酸镧溶液的质量浓度为20~25%。
步骡S1配制的硝酸钇溶液的质量浓度为18~22%。
步骤S4所述氢气气氛还原为首先在520~560℃氢气气氛下还原反应3~5小时,然后在950~980℃氢气气氛下还原反应2~4小时。
与现有技术相比,本发明加人稀土氧化物可促进材料中氧化铝与氧化硅等组分的化学反应,易于形成低熔点液相,并通过颗粒之间的毛细管作用,促使颗粒问的物质向孔隙处填充,使材料孔隙率降低、致密度提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例l
一种稀土陶瓷合金,其由以下体重量含量的组分组成:氧化硅2份,氧化铝3份,氧化镧0.8份,氧化钇0.6份,钼 65份。
本实施例提供一种稀土陶瓷合金的制备方法,其步骤如下:
 S1:称取钼酸铵,镧、钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液;
 S2:向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀,然后加入配制好的硅、铝盐溶液与镧、钇盐溶液,在80℃保温7个小时得到湿凝胶;
 S3:将湿凝胶在120℃烘干8小时得到干凝胶,然后在540℃焙烧得到混合粉末;
 S4:将混合粉末在540℃氢气气氛下还原8小时;
 S5:将还原的混合粉末在400MPa压力下制成坯料,将坯料在1900℃氢气气氛下烧结15小时,制得钼合金。
步骤S2钼酸铵与柠檬酸的质量比为1:2。
步骤S1配制的硝酸铝溶液的质量浓度为31%。
步骡S1配制的硝酸镧溶液的质量浓度为22%。
步骡S1配制的硝酸钇溶液的质量浓度为19%。
步骤S4所述氢气气氛还原为首先在520℃氢气气氛下还原反应4.5小时,然后在950℃氢气气氛下还原反应3.5小时。
实施例2
一种稀土陶瓷合金,其由以下体重量含量的组分组成:氧化硅6份,氧化铝5份,氧化镧2份,氧化钇1.8份,钼 78份。
本实施例提供一种稀土陶瓷合金的制备方法,其步骤如下:
 S1:称取钼酸铵,镧、钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液;
 S2:向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀,然后加入配制好的硅、铝盐溶液与镧、钇盐溶液,在85℃保温6个小时得到湿凝胶;
 S3:将湿凝胶在140℃烘干7小时得到干凝胶,然后在580℃焙烧得到混合粉末;
 S4:将混合粉末在900℃氢气气氛下还原7小时;
 S5:将还原的混合粉末在580MPa压力下制成坯料,将坯料在1750℃氢气气氛下烧结15~18小时,制得钼合金。
步骤S2钼酸铵与柠檬酸的质量比为1:3.5。
步骤S1配制的硝酸铝溶液的质量浓度为35%。
步骡S1配制的硝酸镧溶液的质量浓度为25%。
步骡S1配制的硝酸钇溶液的质量浓度为22%。
步骤S4所述氢气气氛还原为首先在560℃氢气气氛下还原反应3.2小时,然后在980℃氢气气氛下还原反应2小时。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103031476 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103031476 A *CN103031476A* (21)申请号 201210539802.0 (22)申请日 2012.12.14 C22C 27/04(2006.01) C22C 1/04(2006.01) (71)申请人 潮州市威达陶瓷制作有限公司 地址 521000 广东省潮州市枫溪区火车站北 片工业区 (72)发明人 佘周鹏 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 陈卫 李志强 (54) 发明名称 稀土陶瓷合金及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开。

2、一种稀土陶瓷合金及其制备方 法, 其由以下体重量含量的组分组成 : 氧化硅 2 6 份, 氧化铝 3 5 份, 氧化镧 0.6 2.2 份, 氧化 钇 0.4 2 份, 钼 60 80 份。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 1/1 页 2 1. 一种稀土陶瓷合金, 其特征在于, 由以下体重量含量的组分组成 : 氧化硅 2 6 份, 氧化铝 3 5 份, 氧化镧 0.6 2.2 份, 氧化钇 0.4 2 份, 钼 60 80 份。 2. 一种根据权利要求 1 所述稀土陶瓷合。

3、金的制备方法, 其特征在于, 其步骤如下 : S1 : 称取钼酸铵, 镧、 钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液 ; S2 : 向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀, 然后加入配制好的硅、 铝盐溶液与镧、 钇盐 溶液, 在 80 85保温 6 8 个小时得到湿凝胶 ; S3 : 将湿凝胶在 120 140烘干 6 10 小时得到干凝胶, 然后在 540 580焙烧 得到混合粉末 ; S4 : 将混合粉末在 520 980氢气气氛下还原 6 11 小时 ; S5 : 将还原的混合粉末在 400 600MPa 压力下制成坯料, 将坯料在 1700 1900氢 气气氛下烧结 15 18 。

4、小时, 制得钼合金。 3. 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法, 其特征在于 : 步骤S2钼酸铵与柠檬 酸的质量比为 1 : 1.35 4。 4. 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法, 其特征在于 : 步骤S1配制的硝酸铝 溶液的质量浓度为 30 35%。 5. 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法, 其特征在于 : 步骡S1配制的硝酸镧 溶液的质量浓度为 20 25%。 6. 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法, 其特征在于 : 步骡S1配制的硝酸钇 溶液的质量浓度为 18 22%。 7. 根据权利要求2所述稀土陶瓷合金的制备方法, 其特征在于 : 步骤S4所述氢气气氛。

5、 还原为首先在 520 560氢气气氛下还原反应 3 5 小时, 然后在 950 980氢气气氛 下还原反应 2 4 小时。 权 利 要 求 书 CN 103031476 A 2 1/2 页 3 稀土陶瓷合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及稀土陶瓷合金及其制备方法。 背景技术 0002 金属钼及其合金具有熔点高、 高温强度大、 高温蠕变速率低、 膨胀系数小、 导热导 电及抗热震性能优、 抗磨损和抗腐蚀性能强等特性, 作为高性能材料而广泛应用于冶金、 机 械、 石油、 化工、 国防、 航空、 航天、 电子、 核工业等诸多领域。然而, 金属钼在高温下强度、 韧 性、 硬度较差, 再结晶。

6、温度低, 再结晶后易脆断。同时, 钼及其合金低温脆性大, 塑一脆转变 温度高。这些缺点影响了钼及其合金的加工性能, 从而限制其应用范围。 0003 目前, 稀土钼合金具有很高的再结晶温度和优良的力学笥能, 广泛应用于高温工 况条件下, 但其内部不含高硬度的耐磨相, 因为高温抗磨性差。 TZM合金内部含有耐磨相, 高 温耐磨性优于 TZM 合金, 因此高温抗磨领域应用钼合金主要为 TZM 合金, 但由于 TZM 合金中 的硬质抗磨相量很少, 所以其耐磨性有限。因此, 同时具有高的再结晶温度、 优良的力学性 能和高温抗磨性钼合金在高温抗磨领域具有广阔的应用前景。 发明内容 0004 针对现有技术的。

7、缺点, 本发明提供了一种稀土陶瓷合金及其制备方法。 0005 为解决上述技术问题, 本发明采用的技术方案是 : 一种稀土陶瓷合金, 其由以下体重量含量的组分组成 : 氧化硅 2 6 份, 氧化铝 3 5 份, 氧化镧 0.6 2.2 份, 氧化钇 0.4 2 份, 钼 60 80 份。 0006 一种稀土陶瓷合金的制备方法, 其步骤如下 : S1 : 称取钼酸铵, 镧、 钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液 ; S2 : 向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀, 然后加入配制好的硅、 铝盐溶液与镧、 钇盐 溶液, 在 80 85保温 6 8 个小时得到湿凝胶 ; S3 : 将湿凝胶在。

8、 120 140烘干 6 10 小时得到干凝胶, 然后在 540 580焙烧 得到混合粉末 ; S4 : 将混合粉末在 520 980氢气气氛下还原 6 11 小时 ; S5 : 将还原的混合粉末在 400 600MPa 压力下制成坯料, 将坯料在 1700 1900氢 气气氛下烧结 15 18 小时, 制得钼合金。 0007 步骤 S2 钼酸铵与柠檬酸的质量比为 1 : 1.35 4。 0008 步骤 S1 配制的硝酸铝溶液的质量浓度为 30 35%。 0009 步骡 S1 配制的硝酸镧溶液的质量浓度为 20 25%。 0010 步骡 S1 配制的硝酸钇溶液的质量浓度为 18 22%。 00。

9、11 步骤 S4 所述氢气气氛还原为首先在 520 560氢气气氛下还原反应 3 5 小 时, 然后在 950 980氢气气氛下还原反应 2 4 小时。 0012 与现有技术相比, 本发明加人稀土氧化物可促进材料中氧化铝与氧化硅等组分的 说 明 书 CN 103031476 A 3 2/2 页 4 化学反应, 易于形成低熔点液相, 并通过颗粒之间的毛细管作用, 促使颗粒问的物质向孔隙 处填充, 使材料孔隙率降低、 致密度提高。 具体实施方式 0013 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。 0014 实施例 l 一种稀土陶瓷合金, 其由以下体重量含量的组分组成 : 氧化硅2份, 氧化铝3份。

10、, 氧化镧 0.8 份, 氧化钇 0.6 份, 钼 65 份。 0015 本实施例提供一种稀土陶瓷合金的制备方法, 其步骤如下 : S1 : 称取钼酸铵, 镧、 钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液 ; S2 : 向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀, 然后加入配制好的硅、 铝盐溶液与镧、 钇盐 溶液, 在 80保温 7 个小时得到湿凝胶 ; S3 : 将湿凝胶在 120烘干 8 小时得到干凝胶, 然后在 540焙烧得到混合粉末 ; S4 : 将混合粉末在 540氢气气氛下还原 8 小时 ; S5 : 将还原的混合粉末在 400MPa 压力下制成坯料, 将坯料在 1900氢气气氛下。

11、烧结 15 小时, 制得钼合金。 0016 步骤 S2 钼酸铵与柠檬酸的质量比为 1 : 2。 0017 步骤 S1 配制的硝酸铝溶液的质量浓度为 31%。 0018 步骡 S1 配制的硝酸镧溶液的质量浓度为 22%。 0019 步骡 S1 配制的硝酸钇溶液的质量浓度为 19%。 0020 步骤 S4 所述氢气气氛还原为首先在 520氢气气氛下还原反应 4.5 小时, 然后在 950氢气气氛下还原反应 3.5 小时。 0021 实施例 2 一种稀土陶瓷合金, 其由以下体重量含量的组分组成 : 氧化硅6份, 氧化铝5份, 氧化镧 2 份, 氧化钇 1.8 份, 钼 78 份。 0022 本实施例。

12、提供一种稀土陶瓷合金的制备方法, 其步骤如下 : S1 : 称取钼酸铵, 镧、 钇的含氧酸可溶性盐和铝的含氧酸可溶性盐分别配制成溶液 ; S2 : 向钼酸铵溶液中加入柠檬酸混合均匀, 然后加入配制好的硅、 铝盐溶液与镧、 钇盐 溶液, 在 85保温 6 个小时得到湿凝胶 ; S3 : 将湿凝胶在 140烘干 7 小时得到干凝胶, 然后在 580焙烧得到混合粉末 ; S4 : 将混合粉末在 900氢气气氛下还原 7 小时 ; S5 : 将还原的混合粉末在 580MPa 压力下制成坯料, 将坯料在 1750氢气气氛下烧结 15 18 小时, 制得钼合金。 0023 步骤 S2 钼酸铵与柠檬酸的质量比为 1 : 3.5。 0024 步骤 S1 配制的硝酸铝溶液的质量浓度为 35%。 0025 步骡 S1 配制的硝酸镧溶液的质量浓度为 25%。 0026 步骡 S1 配制的硝酸钇溶液的质量浓度为 22%。 0027 步骤 S4 所述氢气气氛还原为首先在 560氢气气氛下还原反应 3.2 小时, 然后在 980氢气气氛下还原反应 2 小时。 说 明 书 CN 103031476 A 4 。

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