直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:12578350阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,包括镍基合金基体、以及均匀分布在所述镍基合金基体内的直接引入的TiC颗粒和原位生成的TiC颗粒,其中,原位生成的TiC颗粒占总TiC的质量分数为10~40wt.%。

2.根据权利要求1所述的直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,所述复合材料是通过TiC-Ti-C预制体和镍基母合金的反应渗透而得,所述直接引入的TiC颗粒来自TiC-Ti-C预制体中的TiC,所述原位生成的TiC颗粒是镍基母合金熔化后自发渗透到TiC-Ti-C预制体中,通过Ti粉,C粉与母合金发生反应生成的TiC。

3.根据权利要求1或2所述的直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,部分TiC颗粒为核-壳结构,原位生成的TiC颗粒尺寸≤2μm,直接引入的TiC颗粒尺寸为5~10μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,TiC颗粒占所述复合材料的体积分数为50-60vol.%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,所述复合材料在25~450℃温度区间的平均热膨胀系数范围在9~11×10-6K-1之间,且随温度变化保持线性膨胀行为;所述复合材料的电阻率范围在4~7mΩ·cm之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的直接引入与原位生成TiC颗粒共同增强镍基复合材料,其特征在于,所述镍基合金基体是Ni-Fe、Ni-Mo、Ni-Mo-Cr、Ni-Fe-Co、Ni-Cr-Fe、Ni-Mo-Ti、和Ni-Mo-Nb中的任意一种。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按照各组分设计的质量百分比称取TiC粉、Ti粉、C粉以及母合金;

(2)将TiC粉、Ti粉和C粉混合均匀后压制成TiC-Ti-C预制体;

(3)将母合金置于TiC-Ti-C预制体上方,进行加热熔化无压渗透。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在TiC-Ti-C预制体中,TiC粒径为5~10μm,纯度≥99.5%;Ti粉粒径为1~5μm,纯度≥99.9%;C粉粒径为1~5μm,纯度≥99.9%,并且Ti粉和C粉的摩尔比为1:1;所述TiC-Ti-C预制体的气孔率为40~50%。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,无压渗透的环境是惰性气氛或者真空,无压渗透的温度为1400℃~1600℃,保温时间为10~60分钟。

10.一种权利要求1至6中任一项所述的复合材料用作中温固体氧化物燃料电池的连接体材料。

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