專利名稱：：新型彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高溫、高強(qiáng)度彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料及其制備方法，特別涉及用于玻璃纖維漏板及其它需要高溫、高強(qiáng)度場(chǎng)合的鉑基復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代玻璃纖維生產(chǎn)一般采用密排多孔玻璃纖維漏板坩堝，其底板既要負(fù)載玻璃液體重量，又要承受IIOCTC以上的高溫，因此它必須是高強(qiáng)度、耐熱材料。國(guó)外原來(lái)用PtRh2。合金制造漏板坩堝，現(xiàn)在普遍釆用彌散強(qiáng)化鉑，如PlatinumMetalsReview,1976，20，P.3報(bào)道了Pt—Zr02、PtRh5—Zr02、PtRh^—Zr02復(fù)合材料，它們是通過(guò)使P卜Zr合金中的Zr內(nèi)氧化生成Zr02彌散分布于鉑基體中而形成的，這種材料被稱為氧化鋯晶粒強(qiáng)化的鉑(zirconiagrainstabilizedplatinum),簡(jiǎn)稱為ZGSPt、ZGSPtRh。彌散強(qiáng)化鉑的力學(xué)性能雖然比現(xiàn)有的PtRh20合金好，但是仍不夠理想。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種力學(xué)性能更優(yōu)、制備方法更簡(jiǎn)單、成本更低的彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料，以滿足密排多孔玻璃纖維漏板生產(chǎn)之需要。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，選擇新的彌散強(qiáng)化劑Ef203使之高度彌散于Pt和PtRh基體中，性能最為優(yōu)良。本發(fā)明新型彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料的特征是，所說(shuō)的復(fù)合材料以重量％計(jì)含有Er2030.051.5，余量為Pt，其中的Er203以金屬Er的重量％計(jì)(以下均相同)，且Er203彌散分布于鉬棊體中，優(yōu)先推薦的Er2O3的含量為0.11.0。在本發(fā)明的復(fù)合材料中還可選擇添加Rh010，優(yōu)先推薦的Rh含量為2.07.0。本發(fā)明復(fù)合材料的制備方法，包括按上述成分將材料純度為99.95%的各金屬元素混合均勻，用現(xiàn)有技術(shù)于中頻爐中真空充氬熔煉成合金，并冷拉制成直徑0.050.1mm的絲材或者軋成厚度0.05O.lmm片材，其特征是，將所說(shuō)的絲材或片材在常壓下按下述條件在爐中進(jìn)行內(nèi)氧化，以獲得Er203彌散分布于Pt和PtRh基體中的復(fù)合材料。合金類型內(nèi)氧化溫度(°C)內(nèi)氧化時(shí)間(小時(shí))含Er合金680~750150-700將得到的多片內(nèi)氧化片材重疊在一起，采用熱機(jī)械方法復(fù)合成板，再加工成直徑0.3mm的絲材，用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量上述絲材的室溫抗拉強(qiáng)度Ob和延伸率S%，著重測(cè)試1200、140(TC之蠕變斷裂曲線，從而求出持久強(qiáng)度和應(yīng)力敏感因子n。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)或積極效果1、本發(fā)明鉑基復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。從表2可見(jiàn)，在1400。C下，1、2、3號(hào)實(shí)施例100小時(shí)的持久強(qiáng)度o鵬比ZGSPt和ZGSPtRhH。高3—5倍多；其應(yīng)力敏感因子n為23.3，比ZGSPt和ZGSPtRh5—1Q高2—3倍(因n值未全部測(cè)定，故表2中未列出n值)，這表明新材料能在高溫下長(zhǎng)期工作而不致過(guò)早斷裂，這種高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命的新材料最適合用于密排多孔多孔玻璃纖維漏板坩堝之底板，也芎用于其它需要高溫、高強(qiáng)度的場(chǎng)合。2、納米級(jí)彌散強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化鉑一般是在IIOO'C高溫下進(jìn)行內(nèi)氧化，難于得到幾個(gè)納米大小的彌散質(zhì)點(diǎn)，而本發(fā)明是在中溫(680-75(TC)下進(jìn)行內(nèi)氧乾，可以獲得15納米的粒子，并高度彌散于基體中，極大地提高了蠕變強(qiáng)度。新型彌散強(qiáng)化鉑及其強(qiáng)化機(jī)理指出，在眾多金屬氧化外物中，唯獨(dú)Er203在Pt基體中具有上述特殊功能，使得本發(fā)明在眾多彌散強(qiáng)化鉑中鶴立雞群。3、從表2可見(jiàn)，在1400。C下，ZGSPtRh的a薩，它的強(qiáng)度隨Rh含量的增加而提高，但是PtRh—E&03則不然，實(shí)施例7的Rh含量比實(shí)施侈!l6的Rh含量高得多，其o,不但沒(méi)升高，反而降低。由此可見(jiàn)Rh含量不宜過(guò)多，而金屬Rh的價(jià)格日益高漲。所以節(jié)約Rh，降低成本非常難得！具體實(shí)施例方式按照表l所列成分，將純度99.95%的各金屬元素混合均勻，用現(xiàn)有技術(shù)于中頻爐中真空充氬熔煉成合金，并分別制成夢(mèng)度為0.06mm、0.1mm的片材和直徑為0.06mm、0.1mm的絲材，然后在溫度680750r下于爐中常壓下內(nèi)氧化150700小時(shí)，使Er氧化成Er203，并均勻地彌散分布于鉑和PtRhPtRh基體中，即得到彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料。將多片0.1mm的內(nèi)氧化片材重疊在一起，采用熱機(jī)械方法復(fù)合成板，再加工成直徑0.3mm的絲材，用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量上述絲材的室溫抗拉強(qiáng)度Ob和延伸率5%，著重測(cè)試120(TC，其次140(TC之蠕變斷裂曲線，從而求出120(TC和140(TC下100小時(shí)的持久強(qiáng)度o10。h，以及應(yīng)力敏感因子n。其性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，同時(shí)列出對(duì)比例的成分和性能，以資比較。從表2可知，在1200140(TC下，本發(fā)明鉑基復(fù)合材料的實(shí)施例的持久強(qiáng)度比現(xiàn)有技術(shù)合金材料的持久強(qiáng)度顯著地高，Er203含量越多，o咖h越高。其中實(shí)施例l的強(qiáng)度最高，它分別為對(duì)比例l、2的6.8和5.9倍，比對(duì)比例3也高得多；其余的實(shí)施例的ouoh雖然比實(shí)施例l低一些，但仍比所有的對(duì)比例高很多。在140(TC高溫下，實(shí)施例13仍具有很高的蠕變強(qiáng)度，特別是實(shí)施例2，它的o,是ZGSPt的6.6倍。由此可見(jiàn)，本發(fā)明鉑基復(fù)合材料不僅是密排多孔玻纖漏板的優(yōu)良材料，也可用在其它需要耐高溫、高強(qiáng)、抗腐蝕的場(chǎng)合。表1材料成分(以重量％計(jì))和內(nèi)氧化條件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2鉑基復(fù)合材料的高溫和室溫力學(xué)性會(huì)i<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、一種新型彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料，其特征是，所說(shuō)的復(fù)合材料以重量％計(jì)含有Er2O30.05～1.5，余量為Pt，其中的Er2O3以金屬Er的重量％計(jì)(以下均相同)，且Er2O3彌散分布于鉑基體中。2、根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征是，所說(shuō)的復(fù)合材料含有Er2030.11.2，余量為Pt。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2的復(fù)合材料，其特征是，在所說(shuō)的復(fù)合材料中選擇添加Rh010。4、根據(jù)權(quán)利要求1和2的復(fù)合材料，其特征是，在所說(shuō)的復(fù)合材料中選擇添加Rh2.07.0。5、根據(jù)權(quán)利要求3的復(fù)合材料，其特征是，在所說(shuō)的復(fù)合材料中選擇添加Rh2.07.0。6、權(quán)利要求15中任一項(xiàng)復(fù)合材料的制備方法，包括按上述成分將材料純度為99.95%的各金屬元素混合均勻，用現(xiàn)有技術(shù)于中頻爐中真空充氬熔煉成合金，并冷拉制成直徑0.050.1mm的絲材或者軋成厚度0.050.1mm的片材，其特征是，將所說(shuō)的絲材或片材在常壓下按下述條件在爐中進(jìn)行內(nèi)氧化，以獲得Ef203彌散分布于鉑基體中的復(fù)合材料。合金類型內(nèi)氧化溫度'C)內(nèi)氧化時(shí)間(小時(shí))含Er合金680-750150700全文摘要一種新型彌散強(qiáng)化鉑基復(fù)合材料，其特征是，所說(shuō)的復(fù)合材料以重量％計(jì)含有Er<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.05～1.5，余量為Pt，且Er<sub>2</sub>O<sub>3</sub>彌散分布于鉑基體中。在本發(fā)明中還可選擇添加Rh0～10。本發(fā)明復(fù)合材料的力學(xué)性能特別優(yōu)良，其抗拉強(qiáng)度和1400℃下的持久強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的PtRh<sub>20</sub>合金制造的漏板材料，本發(fā)明復(fù)合材料耐高溫，使用壽命長(zhǎng)，可節(jié)約大量昂貴的貴金屬Rh。本發(fā)明可用作密排多孔玻璃纖維漏板材料，以及用于其它需要耐高溫、高強(qiáng)、抗腐蝕的場(chǎng)合。文檔編號(hào)C22C5/04GK101235446SQ20081005815公開(kāi)日2008年8月6日申請(qǐng)日期2008年3月6日優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日發(fā)明者何華春,沐嘉龍申請(qǐng)人:沐嘉龍