一种含钆钨元素的铝基复合材料及其应用的制作方法

文档序号:19599988发布日期:2020-01-03 12:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含钆钨元素的铝基复合材料,其特征在于:包括6063铝合金基体和作为弥散相分布于6063铝合金基体中的氧化钆和钨,上述烘干氧化钆的量占粉末总量的5-50wt%,烘干纯钨粉末的量占粉末总量的10-80wt%。

2.一种铝基复合板材,其特征在于:由权利要求1所述的铝基复合材料制成。

3.一种含钆钨元素的铝基复合板材的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

(1)在惰性气体保护下,将纯度99.0%以上的烘干氧化钆粉末、纯度99.0%以上的烘干纯钨粉末和纯度99.0%以上的烘干6063铝合金粉末进行称量后混合,再加入过程控制剂硬脂酸并使其最终质量浓度不超过1.5wt.%,得到初始混合粉末,上述烘干氧化钆的量占粉末总量的5-50wt%,烘干纯钨粉末的量占粉末总量的10-80wt%;

(2)将上述初始混合粉末在球料比1-15∶1、装填系数0.1-0.9且球磨转速100-1200rpm的条件下,按照球磨45-55min-停止5-15min的方式球磨1-180h,得到球磨粉末;

(3)将上述球磨粉末在压力100-300mpa的条件下冷等静压0.5-10h以压制成坯体;将该坯体置于惰性气体保护下在450-650℃烧结1-10h,获得含钆钨元素的铝基复合材料的圆柱形坯锭;将该圆柱形坯锭加热至450-650℃并保温5-60min,然后进行热轧,该热轧具体为:先以每次压下量5-10%进行交叉轧制,轧制道次2-9次,然后再进行单向轧制,每次压下量15-25%,轧制道次2-5次,以获得所需要尺寸的板材;将该板材在100-250℃进行0.5-5h的热处理,以改善板材的微观组织结构和综合性能,获得所述铝基复合板材;或将上述球磨粉末置于模具中,将模具放置在真空热压烧结炉的炉腔内,通过30-100mpa预压力保持5-30min将混合粉末压实,然后将炉腔抽真空至10-3pa以下;施加50-200mpa压力,然后以5-30℃/min的升温速率升至390-400℃,并保温0.5-5h,然后再以5-30℃/min的速率升温至450-650℃进行热压烧结1-20h,随后以5-20℃/min的降温速率冷却至室温获得热压烧结圆柱形坯锭;将该圆柱形坯锭加热至450-650℃并保温5-60min,然后进行热轧,该热轧具体为:先以每次压下量5-10%进行交叉轧制,轧制道次2-9次;然后再进行单向轧制,每次压下量15-25%,轧制道次2-5次,以获得所需要尺寸的板材;将该板材在100-250℃进行0.5-5h的热处理,以改善板材的微观组织结构和综合性能,获得所述铝基复合板材。

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)为:将所述球磨粉末在压力250mpa的条件下冷等静压2h以压制成坯体;将该坯体置于惰性气体保护下在600℃烧结1-6h,获得含钆钨元素的铝基复合材料的圆柱形坯锭;将该圆柱形坯锭加热至600℃并保温10min,然后进行热轧,该热轧具体为:先以每次压下量5%进行交叉轧制,轧制道次5次,然后再进行单向轧制,每次压下量15%,轧制道次3次,以获得所需要尺寸的板材;将该板材在200℃进行2h的热处理,以改善板材的微观组织结构和综合性能,获得所述铝基复合板材。

5.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)为:将所述球磨粉末置于模具中,将模具放置在真空热压烧结炉的炉腔内,通过30mpa预压力保持30min将混合粉末压实,然后将炉腔抽真空至10-3pa以下;施加200mpa压力,然后以5℃/min的升温速率升至400℃,并保温0.5h,然后再以5℃/min的速率升温至650℃进行热压烧结1h,随后以5℃/min的降温速率冷却至室温获得热压烧结圆柱形坯锭;将该圆柱形坯锭加热至650℃并保温5min,然后进行热轧,该热轧具体为:先以每次压下量10%进行交叉轧制,轧制道次2次;然后再进行单向轧制,每次压下量25%,轧制道次3次,以获得所需要尺寸的板材;将该板材在250℃进行0.5h的热处理,以改善板材的微观组织结构和综合性能,获得所述铝基复合板材。

6.如权利要求3至5中任一权利要求所述的制备方法,其特征在于:所述惰性气体为氩气和/或氦气。

7.一种铝基复合板材用于制备乏燃料存储格架的应用,其特征在于:所述铝基复合板材为权利要求2所述的铝基复合板材,或为根据权利要求3至6中任一权利要求所述的制备方法所制备的铝基复合板材。

8.一种乏燃料存储格架,其特征在于:由权利要求1所述的铝基复合材料制成。

9.一种乏燃料存储格架,其特征在于:由权利要求2所述的铝基复合板材制成,或由根据权利要求3至6中任一权利要求所述的制备方法所制备的铝基复合板材制成。

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