自生Al2O3增強(qiáng)稀土鉬合金的制備及性能研究.pdf

1、金屬鉬及其合金具有熔點(diǎn)高、高溫蠕變速率低、高溫強(qiáng)度大、膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱導(dǎo)電及抗熱震性能好、抗磨損和抗腐蝕性能強(qiáng)等特性，作為高性能材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍事、石油化工、核工業(yè)等關(guān)鍵領(lǐng)域。然而，金屬鉬在高溫下強(qiáng)度、韌性、硬度較差，再結(jié)晶溫度低，再結(jié)晶后易脆斷。同時(shí)，鉬及其合金低溫脆性大，塑―脆轉(zhuǎn)變溫度高。這些缺點(diǎn)影響了鉬及其合金的加工性能，從而限制其應(yīng)用范圍。
　　本課題主要通過(guò)稀土氧化物提高鉬的再結(jié)晶溫度和高溫抗蠕變性能，降低

2、鉬的塑脆轉(zhuǎn)變溫度，增加延伸性，改善鉬的室溫脆性，并通過(guò)添加第二相 Al2O3陶瓷硬質(zhì)顆粒，以達(dá)到提高材料的摩擦磨損性能的要求。利用溶膠凝膠(sol-gel)法制備出 Al2O3/La2O3/Mo混合粉末，結(jié)合粉末冶金相關(guān)工藝制備出自生 Al2O3顆粒增強(qiáng)稀土鉬基復(fù)合材料。研究成果為：
　　La2O3/Al2O3/Mo混合粉體的主要成份為L(zhǎng)a2O3、Al2O3和Mo。燒結(jié)坯中主要成份為Mo、Al2O3、La2O3以及La2O3·11

3、Al2O3復(fù)合氧化物。
　　隨 La2O3、Al2O3含量的增加，粉體顆粒得到明顯細(xì)化，粉體團(tuán)聚現(xiàn)象均有一定程度的改善。Al2O3顆粒對(duì)晶界有釘扎作用，阻礙晶粒長(zhǎng)大，鉬晶粒明顯得到細(xì)化；La2O3摻雜稀土鉬坯組織相對(duì)細(xì)小，La2O3均勻分布在鉬基體的晶內(nèi)和晶界上。
　　隨 Al2O3、La2O3含量的增加，復(fù)合材料的密度值呈下降趨勢(shì)；隨 Al2O3體積分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的顯微硬度有上升的趨勢(shì)；復(fù)合材料顯微硬度與 La2O3

4、加入量無(wú)明顯的線性關(guān)系。
　　500℃時(shí)復(fù)合材料磨損量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于25℃時(shí)磨損量；同一溫度下隨 Al2O3含量的增加復(fù)合材料的磨損量遞減；相同體積分?jǐn)?shù) Al2O3的復(fù)合材料的磨損量隨載荷的增加而增加。
　　25℃時(shí)不同 Al2O3含量的復(fù)合材料的摩擦系數(shù)值接近且波動(dòng)平緩；500℃時(shí)不同體積分?jǐn)?shù)的摩擦系數(shù)值差值較大；隨著載荷的增加，相同 Al2O3含量的復(fù)合材料的摩擦系數(shù)值逐漸降低，在高載荷下摩擦系數(shù)值波動(dòng)較大。
　　25℃