一种多孔Ti-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法。
【背景技术】
[0002]多孔TiAl金属间化合物由于是金属键和共价键共同结合，因此兼备陶瓷和金属的多孔材料性能优势，具有更高的比强度和比模量、更好的耐高温和氧化性能，足以满足功能材料的需求。
[0003]目前，TiAl金属间化合物制备主要集中在铸造法和粉末冶金法来制备致密的实体材料上，并且为了改善τ iAl合金塑性，需要添加V、Cr、Mn等合金元素，而这些合金元素的添加通常是通过和原材料混粉来实现的。此外，也有采用压力浸渗法制备TiAl致密实体材料，需在真空热压烧结炉中钢模具内进行加压烧结，并且上置式压力浸渗时，浸渗温度如过高，会引起铝液挥发，影响制备质量。而对于多孔TiAl金属间化合物的制备报告相对较少。元素粉末反应合成法是制备多孔TiAl金属间化合物的常用方法之一，它无需将合金粉末进行预合金化，且不需添加其他造孔剂，而是Ti粉和A1粉反应造孔，但需要Ti粉和A1粉先混粉、后压制成型、再反应烧结合成多孔TiAl金属间化合物。相对而言，这种制备方法工序复杂，能耗过高，成本偏贵。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述存在的问题，而提供了一种多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法。
[0005]本发明的一种多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法，具体步骤如下:
[0006]一、按质量百分含量分别称取30.4?34.9 %的纯铝块和69.6?65.1 %的100?300μπι 球形 T1-6A1-4V 粉末；
[0007]二、多孔钛预制体的制备:将纯铝块置于坩祸底部，再将100?300μπι的球形T1-6A1-4V粉末直接堆积到坩祸中纯铝块上面，并盖上石墨垫，形成松装体;其中，松装体孔隙率为42.2?47.1% ;
[0008]三、下置式高温无压反应浸渗造孔:将步骤二的整个坩祸放入真空炉中，然后抽真空到0.01?0.0OlMPa后，升温至1000?1200°C，保温2?4h，使熔化的纯铝无压浸渗到T1-6A1-4V粉末中，并反应得到多孔T1-Al-V金属间化合物。
[0009]其中，多孔T1-Al-V金属间化合物中的T1、Al和V摩尔百分数分别是53.8?49.0%、44.0?49.0%和2.2?2.0%。
[0010]本发明包含以下有益效果:
[0011]本发明提供了多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法，借助毛细管力使高温液态A1无压浸渗到T1-6A1-4V合金粉末中进行反应造孔获得多孔T1-Al-V金属间化合物，该发明工序简单，易于操作，能耗少，污染小和造价低，该方法简化了多孔T1-Al金属间化合物的制备工艺，极易推广到实际生产中。
[0012]同时本发明具有以下优点:
[0013]1、本发明采用下置式高温无压反应浸渗方法来克服高温铝液易挥发的缺点，并借助毛细管力实现高温液态A1无压浸渗到Ti合金粉的反应造孔的目的，从而高效快速制备出多孔T1-Al-V金属间化合物；
[0014]2、本发明直接采用液态铝浸渗到含有合金元素V的T1-6A1_4V钛合金粉末来制造多孔T1-Al-V金属间化合物，即省去了铸造冶金法和粉末冶金法中合金元素和原材料混粉工序，也省去了元素粉末反应法合成多孔材料的原材料混粉和压制成型工艺，简化了制备工艺；
[0015]3、本发明无需真空热压烧结炉和钢模具，只需一台真空炉和坩祸就可以完成无压反应浸渗，从而获得了多孔T1-Al-V金属间化合物。该法使用的制造设备少，成本低，工序简单，操作容易，效率可大幅提高。
【附图说明】
[0016]图1为实施例1的球形T1-6A1_4V粉末电镜图；
[0017]图2为实施例1制得的多孔T1-Al-V金属间化合物电镜图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】一:本实施方式的一种多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法，具体步骤如下:
[0019]一、按质量百分含量分别称取30.4?34.9%的纯铝块和69.6?65.1%的100?300μπι 球形 T1-6A1-4V 粉末；
[0020]二、多孔钛预制体的制备:将纯铝块置于坩祸底部，再将100?300μπι的球形T1-6A1-4V粉末直接堆积到坩祸中纯铝块上面，并盖上石墨垫，形成松装体;其中，松装体孔隙率为42.2?47.1% ;
[0021]三、下置式高温无压反应浸渗造孔:将步骤二的整个坩祸放入真空炉中，然后抽真空到0.01?0.0OlMPa后，升温至1000?1200°C，保温2?4h，使熔化的纯铝无压浸渗到T1-6A1-4V粉末中，并反应得到多孔T1-Al-V金属间化合物。
[0022]本实施方式的纯铝块的纯度为99.9%。
[0023]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的多孔T1-Al-V金属间化合物中的T1、Al和V摩尔百分数分别是53.8?49.0%、44.0?49.0%和2.2?2.0%。其它与【具体实施方式】一相同。
[0024]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:按质量百分含量分别称取30.4?34%的纯铝块和69.6?66%的100?30(^111球形11-641-4￥粉末。其它与【具体实施方式】一相同。
[0025]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:按质量百分含量分别称取30.4?33%的纯铝块和69.6?67%的100?30(^111球形11-641-4￥粉末。其它与【具体实施方式】一相同。
[0026]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:按质量百分含量分别称取30.4?32%的纯铝块和69.6?68%的100?30(^111球形11-641-4￥粉末。其它与【具体实施方式】一相同。
[0027]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:按质量百分含量分别称取30.4?31%的纯铝块和69.6?69%的100?30(^111球形11-641-4￥粉末。其它与【具体实施方式】一相同。
[0028]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:松装体孔隙率为43?47%。其它与【具体实施方式】一相同。
[0029]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:松装体孔隙率为44?47%。其它与【具体实施方式】一相同。
[0030]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:松装体孔隙率为45?47%。其它与【具体实施方式】一相同。
[0031 ]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:松装体孔隙率为46?47%。其它与【具体实施方式】一相同。
[0032]【具体实施方式】^^一:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:升温至1100?1200°C，保温2?4h。其它与【具体实施方式】一相同。
[0033]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:升温至1150?1200°C，保温2?4h。其它与【具体实施方式】一相同。
[0034]本
【发明内容】
不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个【具体实施方式】的组合同样也可以实现发明的目的。
[0035]通过以下实施例验证本发明的有益效果:
[0036]实施例1
[0037]本实施例的一种多孔T1-Al-V金属间化合物及其下置式无压反应浸渗制备方法，具体步骤如下:
[0038]一、按质量百分含量分别称取33.0 %的纯铝块和67.0 %的球形Ti_6Al_4V粉末，用来制备T1、Al和V摩尔百分数分别是50.9%、47.0%和2.1%的多孔T1-Al-V金属间化合物；
[0039]二、多孔Ti预制体的制备:将纯铝块置于坩祸底部，再将ΙΟΟμπι的球形T1-6A1_4V粉末(如图1)直接松散堆积到坩祸中纯铝块上面，并且在松装体上面盖上石墨垫，而松装体孔隙率被控制在45.1%;
[0040]三、下置式高温无压反应浸渗造孔:将整个坩祸放入真空炉中，然后抽真空到0.0lMPa后，升温至1100°C，保温3h，借助毛细管力使高温液态A1无压浸渗