金屬間化合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種多孔TiAl3金屬間化合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TiAl3金屬間化合物具有低密度、高熔點(diǎn)、高比強(qiáng)度以及高溫抗氧化性能優(yōu)異等特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種很有發(fā)展前景的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，如制備成多孔材料，將拓寬其高溫合金應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]鈦鋁金屬間化合物主要有Ti3Al、TiAl3、γ-TiAl三種金屬間化合物，目前，常用元素粉末反應(yīng)合成法不需添加其他造孔劑，利用Ti和Al金屬元素間反應(yīng)過(guò)程Kirkendall效應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)造孔。但需要Ti和Al的混粉、壓實(shí)和燒結(jié)，相對(duì)而言，這種制備方法工序較復(fù)雜，能耗較高，成本較貴。
[0004]現(xiàn)在，壓力浸滲通過(guò)鋁液浸滲到球形鈦粉孔隙中來(lái)制備γ -TiAl金屬間化合物的致密材料，要求鈦粉松散堆積體的孔隙率控制在35?50%之間，并需在真空熱壓燒結(jié)爐中鋼模具內(nèi)進(jìn)行加壓燒結(jié)才行。通過(guò)鋁液浸滲到球形鈦粉孔隙中來(lái)制備TiAl3材料時(shí)，要求松散體的孔隙率超過(guò)65 %以上，然而，對(duì)于球形粉末松散體的最大孔隙率約為50 %，這是無(wú)法通過(guò)球形鈦粉松散堆積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。至今，很少見(jiàn)到通過(guò)無(wú)壓浸滲制備多孔鈦鋁金屬間化合物的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述存在的問(wèn)題，而提供一種多孔TiAl3金屬間化合物的制備方法。
[0006]本發(fā)明的一種多孔TiAl3金屬間化合物的制備方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0007]一、按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?69.2%的純鋁塊和43.2?30.8%的多孔鈦，其中多孔鈦的空隙率為68.6?78.9% ;
[0008]二、將純鋁塊和多孔鈦線切割成與石墨模具形狀尺寸相當(dāng)?shù)膲K體，然后將純鋁塊和多孔鈦依次放入石墨模具中，再將整個(gè)石墨模具放入真空爐中；抽真空后，以10?20°C/min的升溫速率加熱，直到升溫至680?750°C后保溫2?6h，得到所述的多孔TiAl3金屬間化合物。
[0009]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0010]本發(fā)明提供液態(tài)Al借助毛細(xì)管力無(wú)壓浸滲到多孔鈦來(lái)制備多孔TiAl3金屬間化合物，不僅可以避免粉末冶金法中原材料混粉和壓實(shí)等復(fù)雜工序，而且無(wú)需壓力浸滲而省去真空熱壓燒結(jié)爐和鋼模具，只要一臺(tái)真空爐和石墨模具即可，并且直接用高孔隙率的多孔鈦?zhàn)鳛轭A(yù)制體，獲得多孔TiAl3金屬間化合物，所以能夠降低輔助裝置成本，簡(jiǎn)化制備工序，容易操作。
[0011]本發(fā)明提供Al無(wú)壓浸滲到多孔鈦來(lái)制備多孔TiAl3金屬間化合物，只用一臺(tái)真空爐即可實(shí)現(xiàn)無(wú)壓浸滲制備多孔TiAl3金屬間化合物，所用制備設(shè)備少，工序簡(jiǎn)單，操作容易，易于推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0012]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種多孔TiAl3金屬間化合物的制備方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0013]一、按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?69.2%的純鋁塊和43.2?30.8%的多孔鈦，其中多孔鈦的空隙率為68.6?78.9% ;
[0014]二、將純鋁塊和多孔鈦線切割成與石墨模具形狀尺寸相當(dāng)?shù)膲K體，然后將純鋁塊和多孔鈦依次放入石墨模具中，再將整個(gè)石墨模具放入真空爐中；抽真空后，以10?20°C/min的升溫速率加熱，直到升溫至680?750°C后保溫2?6h，得到所述的多孔TiAl3金屬間化合物。
[0015]本實(shí)施方式的純鋁塊純度為99.9%。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?69%的純鋁塊和43.2?31 %的多孔鈦。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?65%的純鋁塊和43.2?35%的多孔鈦。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?60%的純鋁塊和43.2?40%的多孔鈦。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?58%的純鋁塊和43.2?42%的多孔鈦。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:按質(zhì)量百分含量分別稱取56.8?58%的純鋁塊和43.2?42%的多孔鈦。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0021]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為70?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為71?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為72?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為73?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】十一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為74?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為75?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:多孔鈦的空隙率為76?78%。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】十四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:以12?20°C/min的升溫速率加熱，直到升溫至690?750°C后保溫2?6h。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】十五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:以15?20°C/min的升溫速率加熱，直到升溫至700?750°C后保溫2?6h。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】十六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:以18?20°C/min的升溫速率加熱，直到升溫至720?750°C后保溫2?6h。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0031]本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)【具體實(shí)施方式】的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
[0032 ]通過(guò)以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0033]實(shí)施例1
[0034]本實(shí)施例的一種多孔TiAl3金屬間化合物的制備方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0035]一、按質(zhì)量百分含量分別稱取62.8 %的純鋁塊和37.2 %的多孔鈦，其中，多孔鈦的空