自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法
2023-06-28 22:12:46
專利名稱：自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法
技術領域：
本發明涉及的是一種材料的製備方法，具體地說是 一種高溫自蔓 延反應合成Ti-Al-Sn複合粉體材料的方法。
二背景技術：
隨著海洋技術、航天工業的發展，Ti5Al2.5Sn作為低溫合金的代 表，由於其優異的低溫性能引起了人們越來越多的關注。低溫鈦合金 TA7 (Ti-5A1-2. 5Sn)具有HCP晶體結構，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、貯箱等設備的理想材料。主要應用 於航空發動機、航天用壓力容器、發動機殼體等。
目前製備該種材料主要是使用水冷銅坩堝真空感應熔煉(ISM) 的方法，但是這種方法存在著致命的缺點。由於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損 失的現象，從而破壞了合金元素的化學計量組成，進而對合金的性能 產生了顯著的影響。
如何研製一種低成本、低能耗並且又能保持合金元素化學計量比 的工藝方法成為研究者關注的熱點。
三
發明內容
本發明的目的在於提供一種要求設備簡易、工藝簡單、易操作的 自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法。 本發明的目的是這樣實現的
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，然後放入乾燥箱中，在60-7(TC下乾燥至少24h,將幹 燥好的粉末放入鋼製模具中，用鎢絲通入電流引燃合成Ti5Al,5Sn粉 體材料反應速率很快，50克料完全反應的時間只有幾秒鐘。
本發明還可以包括
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乾燥箱中乾燥，最後將乾燥 好的粉末放入鋼製模具中進行自蔓延燃燒合成反應。將反應產物研磨 最終的到Ti-Al-Sn粉體材料。
與以前的水冷銅坩堝真空感應熔煉(ISM)相比較，具有簡單易
行、耗能低、反應迅速使得合金元素的蒸發損失降低、儘可能保持合
金元素的化學計量比，並且降低了製備材料的成本，是一種簡單易行、 低能耗、低成本新型TisAl2.5Sn製備工藝。
四具體實施方式
下面對本發明作更詳細的描述
1、 用電子天平按照Ti5Al,5Sn的化學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的乾燥箱中乾燥至少24h。
2、 取適量乾燥後的黑色粉末放入鋼製模具中，將鋼製模具放入 自蔓延設備中，由模具一端引入鎢絲，將鎢絲通入電流引燃粉末，然 後通過粉體自身反應放出的熱量維持其反應所必須的能量，反應速率 很快，50多克料可以再不到IO秒的時間反應完成，最後得到黑色多
孔的不規則塊體材料。
3 、將得到的黑色不規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。
權利要求
1、一種自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體材料的方法，其特徵是以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，然後放入乾燥箱中，在60-70℃下乾燥至少24h，將乾燥好的粉末放入鋼製模具中，用鎢絲通入電流引燃粉末，通過粉末反應放出的熱量維持其反應快速進行下去，進而合成Ti5Al2.5Sn粉體材料。
2、 根據權利要求1所述的自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體材料 的方法，其特徵是在行星球磨機中混合粉末原料時使用乙醇作為 溶劑。
3、 根據權利要求1或2所述的自蔓延反應合成Ti-Al-Sn粉體 材料的方法，其特徵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
本發明提供的是一種自蔓延反應合成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，然後放入乾燥箱中乾燥，將乾燥好的粉末放入鋼製模具中，用鎢絲通入電流引燃合成Ti5Al2.5Sn粉體材料。整個工藝具有操作簡單易學，具有較低的能耗，設備要求簡易等特點，為大量快速製備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 優先權日2009年1月9日
發明者喬英傑, 張曉紅, 王家華 申請人:哈爾濱工程大學