專利名稱：自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種材料的制備方法，具體地說是 一種高溫自蔓 延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn復(fù)合粉體材料的方法。
二背景技術(shù)：
隨著海洋技術(shù)、航天工業(yè)的發(fā)展，Ti5Al2.5Sn作為低溫合金的代 表，由于其優(yōu)異的低溫性能引起了人們越來越多的關(guān)注。低溫鈦合金 TA7 (Ti-5A1-2. 5Sn)具有HCP晶體結(jié)構(gòu)，其強度隨著溫度的降低而
提高，但塑性變化卻不大。在低溫下仍能保持較好的延展性及軔性， 避免了金屬冷脆性，是低溫容器、貯箱等設(shè)備的理想材料。主要應(yīng)用 于航空發(fā)動機、航天用壓力容器、發(fā)動機殼體等。
目前制備該種材料主要是使用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉(ISM) 的方法，但是這種方法存在著致命的缺點。由于真空熔煉室的真空度 都在1. OPa以上，熔煉時加熱的溫度又很高，而Ti-Al和Ti-Sn之間
的熔點相差又很大，使得在熔煉過程中一定存在合金元素嚴重揮發(fā)損 失的現(xiàn)象，從而破壞了合金元素的化學(xué)計量組成，進而對合金的性能 產(chǎn)生了顯著的影響。
如何研制一種低成本、低能耗并且又能保持合金元素化學(xué)計量比 的工藝方法成為研究者關(guān)注的熱點。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種要求設(shè)備簡易、工藝簡單、易操作的 自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
以Ti粉、Al粉和Sn粉為原料，按照重量比為Ti粉Al粉Sn 粉=17: 2: l的比例將Ti粉、Al粉和Sn粉混合，使用行星球磨機使 其混合均勻，然后放入干燥箱中，在60-7(TC下干燥至少24h,將干 燥好的粉末放入鋼制模具中，用鎢絲通入電流引燃合成Ti5Al,5Sn粉 體材料反應(yīng)速率很快，50克料完全反應(yīng)的時間只有幾秒鐘。
本發(fā)明還可以包括
31 、在行星球磨機中混合粉末原料時使用乙醇作為溶劑。 2、燃燒合成得到的黑色塊體材料再 一次使用行星球磨機粉碎顆 粒，使其達到亞微米級粉末。
本發(fā)明將稱量好的Ti粉、Al粉和Sn粉放入加入乙醇的球磨罐 中進行充分混合，將混合均勻的粉末放入干燥箱中干燥，最后將干燥 好的粉末放入鋼制模具中進行自蔓延燃燒合成反應(yīng)。將反應(yīng)產(chǎn)物研磨 最終的到Ti-Al-Sn粉體材料。
與以前的水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉(ISM)相比較，具有簡單易
行、耗能低、反應(yīng)迅速使得合金元素的蒸發(fā)損失降低、盡可能保持合
金元素的化學(xué)計量比，并且降低了制備材料的成本，是一種簡單易行、 低能耗、低成本新型TisAl2.5Sn制備工藝。
四具體實施方式
下面對本發(fā)明作更詳細的描述
1、 用電子天平按照Ti5Al,5Sn的化學(xué)計量比分別稱量適量的Ti 粉、Al粉和Sn粉，將稱量的粉末放入裝有乙醇和瑪瑙球的球磨罐中 進行球磨，轉(zhuǎn)速為350r/min，球磨時間為4h。將裝有混合均勻粉末 的燒杯放入6(TC的干燥箱中干燥至少24h。
2、 取適量干燥后的黑色粉末放入鋼制模具中，將鋼制模具放入 自蔓延設(shè)備中，由模具一端引入鎢絲，將鎢絲通入電流引燃粉末，然 后通過粉體自身反應(yīng)放出的熱量維持其反應(yīng)所必須的能量，反應(yīng)速率 很快，50多克料可以再不到IO秒的時間反應(yīng)完成，最后得到黑色多
孔的不規(guī)則塊體材料。
3 、將得到的黑色不規(guī)則材料放入裝有鋼球的球磨罐中進行粉碎， 得到黑色亞微米級粉末就是Ti-Al-Sn粉體材料。
權(quán)利要求
1、一種自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法，其特征是以Ti粉、Al粉和Sn粉為原料，按照重量比為Ti粉∶Al粉∶Sn粉＝17∶2∶1的比例將Ti粉、Al粉和Sn粉混合，使用行星球磨機使其混合均勻，然后放入干燥箱中，在60-70℃下干燥至少24h，將干燥好的粉末放入鋼制模具中，用鎢絲通入電流引燃粉末，通過粉末反應(yīng)放出的熱量維持其反應(yīng)快速進行下去，進而合成Ti5Al2.5Sn粉體材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體材料 的方法，其特征是在行星球磨機中混合粉末原料時使用乙醇作為 溶劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體 材料的方法，其特征是燃燒合成得到的黑色塊體材料再一次使用 行星球磨機粉碎顆粒，使其達到亞微米級粉末。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種自蔓延反應(yīng)合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法。以Ti粉、Al粉和Sn粉為原料，使用行星球磨機使其混合均勻，然后放入干燥箱中干燥，將干燥好的粉末放入鋼制模具中，用鎢絲通入電流引燃合成Ti₅Al_2.5Sn粉體材料。整個工藝具有操作簡單易學(xué)，具有較低的能耗，設(shè)備要求簡易等特點，為大量快速制備Ti-Al-Sn粉體材料提供了可能。
文檔編號B22F9/14GK101462170SQ20091007123
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者喬英杰, 張曉紅, 王家華 申請人:哈爾濱工程大學(xué)