CN105506339A - 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法 - Google Patents

一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105506339A
CN105506339A CN201511027921.8A CN201511027921A CN105506339A CN 105506339 A CN105506339 A CN 105506339A CN 201511027921 A CN201511027921 A CN 201511027921A CN 105506339 A CN105506339 A CN 105506339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous
intermetallic compound
porous titanium
preparation
tial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201511027921.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李爱滨
宋洋
张学习
王桂松
屈伟
甘维琛
耿林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201511027921.8A priority Critical patent/CN105506339A/zh
Publication of CN105506339A publication Critical patent/CN105506339A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它涉及一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法。本发明的方法为：一、按质量百分含量分别称取56.8～69.2％的纯铝块和43.2～30.8％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为68.6～78.9％；二、将线切割好的纯铝块和多孔钛放入石墨模具中，再放入真空炉中；抽真空后，以10～20℃/min的升温速率加热，直到升温至680～750℃后保温2～6h，得到所述的多孔TiAl3金属间化合物。本发明提供Al无压浸渗到多孔钛来制备多孔TiAl3金属间化合物，只用一台真空炉即可实现无压浸渗制备多孔TiAl3金属间化合物，所用制备设备少，工序简单，操作容易，易于推广。

Description

一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法。
背景技术
TiAl3金属间化合物具有低密度、高熔点、高比强度以及高温抗氧化性能优异等特点，被认为是一种很有发展前景的轻质高温结构材料，如制备成多孔材料，将拓宽其高温合金应用领域。
钛铝金属间化合物主要有Ti3Al、TiAl3、γ-TiAl三种金属间化合物，目前，常用元素粉末反应合成法不需添加其他造孔剂，利用Ti和Al金属元素间反应过程Kirkendall效应进行反应造孔。但需要Ti和Al的混粉、压实和烧结，相对而言，这种制备方法工序较复杂，能耗较高，成本较贵。
现在，压力浸渗通过铝液浸渗到球形钛粉孔隙中来制备γ-TiAl金属间化合物的致密材料，要求钛粉松散堆积体的孔隙率控制在35～50％之间，并需在真空热压烧结炉中钢模具内进行加压烧结才行。通过铝液浸渗到球形钛粉孔隙中来制备TiAl3材料时，要求松散体的孔隙率超过65％以上，然而，对于球形粉末松散体的最大孔隙率约为50％，这是无法通过球形钛粉松散堆积来实现的。至今，很少见到通过无压浸渗制备多孔钛铝金属间化合物的报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的问题，而提供一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法。
本发明的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取56.8～69.2％的纯铝块和43.2～30.8％的多孔钛，其中多孔钛的空隙率为68.6～78.9％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中；抽真空后，以10～20℃/min的升温速率加热，直到升温至680～750℃后保温2～6h，得到所述的多孔TiAl3金属间化合物。
本发明包含以下有益效果：
本发明提供液态Al借助毛细管力无压浸渗到多孔钛来制备多孔TiAl3金属间化合物，不仅可以避免粉末冶金法中原材料混粉和压实等复杂工序，而且无需压力浸渗而省去真空热压烧结炉和钢模具，只要一台真空炉和石墨模具即可，并且直接用高孔隙率的多孔钛作为预制体，获得多孔TiAl3金属间化合物，所以能够降低辅助装置成本，简化制备工序，容易操作。
本发明提供Al无压浸渗到多孔钛来制备多孔TiAl3金属间化合物，只用一台真空炉即可实现无压浸渗制备多孔TiAl3金属间化合物，所用制备设备少，工序简单，操作容易，易于推广。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取56.8～69.2％的纯铝块和43.2～30.8％的多孔钛，其中多孔钛的空隙率为68.6～78.9％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中；抽真空后，以10～20℃/min的升温速率加热，直到升温至680～750℃后保温2～6h，得到所述的多孔TiAl3金属间化合物。
本实施方式的纯铝块纯度为99.9％。
具体实施方式二：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56.8～69％的纯铝块和43.2～31％的多孔钛。其它与具体实施方式一相同。
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56.8～65％的纯铝块和43.2～35％的多孔钛。其它与具体实施方式一相同。
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56.8～60％的纯铝块和43.2～40％的多孔钛。其它与具体实施方式一相同。
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56.8～58％的纯铝块和43.2～42％的多孔钛。其它与具体实施方式一相同。
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56.8～58％的纯铝块和43.2～42％的多孔钛。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为70～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为71～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为72～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为73～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为74～78％。其它与具体实施方式一相同。
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：多孔钛的空隙率为75～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：多孔钛的空隙率为76～78％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：以12～20℃/min的升温速率加热，直到升温至690～750℃后保温2～6h。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：以15～20℃/min的升温速率加热，直到升温至700～750℃后保温2～6h。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：以18～20℃/min的升温速率加热，直到升温至720～750℃后保温2～6h。其它与具体实施方式一相同。
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。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1
本实施例的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取62.8％的纯铝块和37.2％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为73.8％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中。抽真空后，以20℃/min加热，直到升温至720℃，保温4h，借助毛细管力使熔融Al无压浸渗到多孔钛预制体中，反应形成多孔TiAl3金属间化合物。
本实施例制备出的Ti-62.8％wt％Al多孔材料的孔隙率为58.6％，抗拉强度为32MPa。
实施例2
本实施例的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取63％的纯铝块和37％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为72％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中。抽真空后，以20℃/min加热，直到升温至720℃，保温4h，借助毛细管力使熔融Al无压浸渗到多孔钛预制体中，反应形成多孔TiAl3金属间化合物。
实施例3
本实施例的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取64％的纯铝块和36％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为74％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中。抽真空后，以20℃/min加热，直到升温至720℃，保温4h，借助毛细管力使熔融Al无压浸渗到多孔钛预制体中，反应形成多孔TiAl3金属间化合物。
实施例4
本实施例的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取67％的纯铝块和33％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为76％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中。抽真空后，以20℃/min加热，直到升温至720℃，保温4h，借助毛细管力使熔融Al无压浸渗到多孔钛预制体中，反应形成多孔TiAl3金属间化合物。
实施例5
本实施例的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取69％的纯铝块和31％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为78％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中。抽真空后，以20℃/min加热，直到升温至720℃，保温4h，借助毛细管力使熔融Al无压浸渗到多孔钛预制体中，反应形成多孔TiAl3金属间化合物。
以上实施例提供熔融Al借助毛细管力无压浸渗到多孔钛来制备多孔TiAl3金属间化合物，不仅可以避免粉末冶金法中原材料混粉和压实等复杂工序，而且无需压力浸渗而省去真空热压烧结炉和钢模具，只要一台真空炉和石墨模具即可，并且直接用高孔隙率的多孔钛作为预制体，获得多孔TiAl3金属间化合物，所以降低辅助装置成本，简化制备工序，容易操作。
最后应当说明的是，以上实施例仅是对本发明较佳实施方案的描述并不限制本发明的保护范围，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：
一、按质量百分含量分别称取56.8～69.2％的纯铝块和43.2～30.8％的多孔钛，其中，多孔钛的空隙率为68.6～78.9％；
二、将纯铝块和多孔钛线切割成与石墨模具形状尺寸相当的块体，然后将纯铝块和多孔钛依次放入石墨模具中，再将整个石墨模具放入真空炉中；抽真空后，以10～20℃/min的升温速率加热，直到升温至680～750℃后保温2～6h，得到所述的多孔TiAl3金属间化合物。
2.根据权利要求1所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于按质量百分含量分别称取56.8～69％的纯铝块和43.2～31％的多孔钛。
3.根据权利要求2所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于按质量百分含量分别称取56.8～65％的纯铝块和43.2～35％的多孔钛。
4.根据权利要求3所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于按质量百分含量分别称取56.8～60％的纯铝块和43.2～40％的多孔钛。
5.根据权利要求4所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于按质量百分含量分别称取56.8～58％的纯铝块和43.2～42％的多孔钛。
6.根据权利要求1所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于多孔钛的空隙率为70～78％。
7.根据权利要求6所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于多孔钛的空隙率为72～76％。
8.根据权利要求7所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于多孔钛的空隙率为74～76％。
9.根据权利要求1所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于以15～20℃/min的升温速率加热，直到升温至700～750℃后保温2～6h。
10.根据权利要求9所述的一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法，其特征在于以18～20℃/min的升温速率加热，直到升温至730～750℃后保温2～6h。
CN201511027921.8A 2015-12-30 2015-12-30 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法 Pending CN105506339A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511027921.8A CN105506339A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511027921.8A CN105506339A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105506339A true CN105506339A (zh) 2016-04-20

Family

ID=55714629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511027921.8A Pending CN105506339A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105506339A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106222500A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 沈阳大学 一种铝基复合材料及制备方法
CN110560692A (zh) * 2019-10-08 2019-12-13 广东省材料与加工研究所 一种多孔Ti-Al基合金材料、制备方法及其应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106222500A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 沈阳大学 一种铝基复合材料及制备方法
CN106222500B (zh) * 2016-07-26 2018-04-13 沈阳大学 一种铝基复合材料及制备方法
CN110560692A (zh) * 2019-10-08 2019-12-13 广东省材料与加工研究所 一种多孔Ti-Al基合金材料、制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105499576B (zh) 一种粉末冶金制备多孔钛铝合金的方法
CN101967578B (zh) 一种梯度孔多孔高铌钛铝合金的制备方法
CN104726734B (zh) 碳化硅增强铝基复合材料的制备方法
CN112322933B (zh) 一种高性能近α高温钛合金及其粉末冶金制备方法
CN101798642B (zh) 一种Ti5Si3/TiAl复合材料的制备方法
CN102134662A (zh) 网状Ti5Si3加弥散TiC增强TiAl基复合材料的制备方法
AU2022224725B2 (en) Preparation method of in-situ synthesized zirconia toughened alumina (ZTA) ceramic particles-reinforced steel matrix structural composite
CN101979690B (zh) 一种TiAl基合金板材的制备方法
CN103710554B (zh) 一种用真空压力浸渗法制备Ti2AlNb合金的方法
CN102744408A (zh) 一种钛铝基层状复合材料板的制备方法
CN103088242B (zh) 一种铝锌镁铜锆系高强铝合金的制备方法
CN103555961A (zh) 一种制备大尺寸钛铝合金铸锭的熔炼方法
CN100465309C (zh) 一种利用放电等离子烧结制备高铌钛铝合金材料的方法
CN109732077A (zh) 一种全致密碳化硅增强铝基复合材料坯锭及其制备方法
CN106191505B (zh) 一种高温抗氧化多孔材料的制备方法
CN105543735A (zh) 一种消除铸造高Nb-TiAl合金中β/B2相的方法
CN105506339A (zh) 一种多孔TiAl3金属间化合物的制备方法
CN107217168A (zh) 一种熔渗法氧化锆‑铜复合金属陶瓷及其制备方法
CN102443796B (zh) 一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层及其制备方法
CN102925890B (zh) 一种镍-铝基金属间化合物耐腐蚀涂层的制备方法
CN108409331A (zh) 一种层状多孔陶瓷骨架材料的制备方法
CN103819193A (zh) 一种多孔Ti3AlC2陶瓷及其NaCl水洗制备方法
CN103846570B (zh) 一种钎焊高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料的银基钎料的制备方法
CN103949647A (zh) 一种自扩散梯度功能复合刀具材料及其制备方法
CN110791693A (zh) 低Al含量、高强韧性、耐酸腐蚀的高熵合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160420

RJ01 Rejection of invention patent application after publication