含钼合金以及相关的系统和方法技术方案

一般地描述了含钼合金、以及相关的系统和方法。在某些实施方案中，除钼之外还可以包含第二元素和/或第三元素，用于在含钼合金的烧结期间提供有益的特性。根据某些实施方案，含钼合金为纳米晶态的。根据某些实施方案，含钼合金具有高的相对密度。根据某些实施方案，含钼合金可以是相对稳定的。本文还描述了本发明专利技术的制造含钼合金的方法。的制造含钼合金的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含钼合金以及相关的系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求于2020年1月31日提交并且标题为“Molybdenum
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Containing Alloys and Associated Systems and Methods”的美国临时申请第62/968,233号的优先权，其出于所有目的通过引用整体并入本文。
[0003]政府赞助
[0004]本专利技术是根据美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心(NASA Marshall Space Flight Center)的基金第80NSSC19K1055号在政府支持下完成的。政府在本专利技术中具有一定的权利。


[0005]一般地描述了含钼合金以及相关的系统和方法。

技术实现思路

[0006]一般地描述了含钼合金、以及相关的系统和方法。在某些实施方案中，除钼之外还可以包含第二(和，任选的第三)元素，用于在含钼合金的烧结期间提供有益的特性。根据某些实施方案，含钼合金为纳米晶态的。根据某些实施方案，含钼合金具有高的相对密度。根据某些实施方案，含钼合金可以是相对稳定的。本文还描述了本专利技术的制造含钼合金的方法。在一些情况下，本专利技术的主题涉及相关的产品、针对特定问题的替代解决方案、和/或一个或更多个系统和/或制品的复数种不同用途。
[0007]某些方面涉及形成金属合金的方法。在一些实施方案中，所述方法包括对包含钼(Mo)和第二元素的颗粒进行烧结以生产金属合金，其中Mo为金属合金中按原子百分比计最丰富的元素，以及金属合金的相对密度为至少80％。
[0008]在一些实施方案中，所述方法包括对包含钼(Mo)和铬(Cr)的颗粒进行烧结以生产金属合金。
[0009]本文还公开了金属合金。在一些实施方案中，金属合金包含钼(Mo)和第二元素，其中Mo为金属合金中按原子百分比计最丰富的元素，以及金属合金的相对密度为至少80％。
[0010]在一些实施方案中，金属合金包含钼(Mo)和铬(Cr)，其中Mo为金属合金中按原子百分比计最丰富的元素。
[0011]当结合附图考虑时，根据本专利技术的多个非限制性实施方案的以下详细描述，本专利技术的其他优点和新特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包含矛盾的和/或不一致的公开内容的情况下，应当以本说明书为准。
附图说明
[0012]将参照附图通过实例的方式来描述本专利技术的一些非限制性实施方案，这些附图是示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，所示出的每个相同或几乎相同的组成部分通常由单一数字表示。为了清楚起见，在不需要图示使本领域普通技术人员理解本专利技术的情
况下，并非每个组成部分在每幅图中都进行了标记，也没有示出本专利技术的各个实施方案的每个组成部分。
[0013]图1A至图1C是示出了根据某些实施方案的烧结过程的示例性示意图。
[0014]图2A至图2B示出了根据一组实施方案的示例性钼
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铬合金的SEM图像。
[0015]图3A至图3B示出了根据一组实施方案的示例性钼
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铬
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钨合金的SEM图像。
[0016]图4是根据一些实施方案描绘了生产和烧结合金的过程的图，所述合金表现出纳米相分离烧结。
[0017]图5是根据某些实施方案粉末的在对其进行机械合金化之后但在对其进行烧结之前的SEM图像。
[0018]图6是根据一些实施方案已经烧结高至1450℃的Mo15Cr的SEM图像。该样品的相对密度>98％。存在的较暗的相是有助于烧结的富铬相。
[0019]图7是根据某些实施方案烧结至1200℃并在达到全密度之前淬火的Mo15Cr的SEM图像。在该附图中，更容易看出形成在颗粒之间的颈状物(necks)的富铬相(较暗的材料)。
[0020]图8是根据某些实施方案已经烧结至1450℃并实现了大于98％相对密度的Mo25W15Cr的SEM图像。与Mo15Cr样品类似，较暗的相代表形成用于加速烧结的铬相。
[0021]图9示出了根据一些实施方案以10℃/分钟的加热速率烧结至1450℃的Mo15Cr合金与纯Mo相比的致密化曲线。
[0022]图10示出了根据一些实施方案以10℃/分钟的速率加热至1450℃的Mo25W15Cr合金的致密化曲线。
具体实施方式
[0023]本公开内容一般地涉及包含钼的金属合金和制造含钼合金的方法。某些实施方案涉及通过烧结制造含钼合金。在某些实施方案中，除钼之外还可以包含第二元素和/或第三元素，用于在含钼合金的烧结期间提供有益的特性。在某些情况下，本文所述的含钼合金包含除钼之外的另外元素，例如铬(Cr)和/或钨(W)。也可以存在其他元素。根据某些实施方案，本文所述的含钼合金可以包含至少三种元素(例如，至少三种金属元素)。然而，并非严格要求同时存在三种元素，并且在另一些实施方案中，含钼合金可以仅包含两种元素。
[0024]如上所述，本公开内容包括本专利技术的制造含钼合金的方法。例如，某些实施方案涉及这样的烧结方法：其中烧结在相对低的温度下和/或在相对短的时间段内实现。在一些实施方案中，在烧结过程期间烧结在施加很小的压力或者不施加压力的情况下进行。根据一些实施方案，并且如下面更详细描述的，可以进行烧结使得不期望的晶粒生长受到限制或被消除(例如，通过选择材料和/或烧结条件)。某些实施方案涉及这样的认识：可以在相对短的时间内、在相对低的温度下、和/或在相对低的(或者不)施加压力的情况下对含钼材料进行烧结，同时保持高温稳定性、高相对密度和/或在一些情况下保持纳米结晶度。
[0025]本文描述的某些实施方案可以提供相对于现有制品、系统和方法的优势。例如，根据某些(但不一定是全部)实施方案，含钼金属合金可以具有高强度、高硬度和/或高抗晶粒生长性。根据一些(但不一定是全部)实施方案，例如，由于所采用的相对短的烧结时间、相对低的烧结温度、和/或相对低的施加的压力，本文所述的形成金属合金的方法可以利用相对少量的能量。
[0026]在一些实施方案中，金属合金通过对多个颗粒进行烧结来形成。在一些实施方案中，颗粒可以为粉末形式。颗粒的形状可以为例如球形、立方形、锥形、圆柱形、针状、不规则或任何其他合适的几何形状。在一些实施方案中，颗粒中的至少一些(例如，至少50％、至少75％、至少90％、或至少95％)为单晶。在某些实施方案中，颗粒中的至少一些(例如，至少50％、至少75％、至少90％、或至少95％)为多晶。
[0027]由其形成金属合金的颗粒可以具有多种尺寸中的任一种。在一些实施方案中，总颗粒体积的至少50％(或者至少75％、至少90％、至少95％或至少99％)由最大截面尺寸小于1毫米(或小于500微米、小于100微米或小于10微米)的颗粒构成。
[0028]图1A至图1C是示出根据某些实施方案的烧结过程的示例性示意图。在图1A中，多个颗粒100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成金属合金的方法，包括：对包含钼(Mo)和第二元素的颗粒进行烧结以生产所述金属合金，其中：Mo为所述金属合金中按原子百分比计最丰富的元素，以及所述金属合金的相对密度为至少80％。2.一种形成金属合金的方法，包括：对包含钼(Mo)和铬(Cr)的颗粒进行烧结以生产所述金属合金。3.根据权利要求2所述的方法，其中Mo为所述金属合金中按原子百分比计最丰富的元素。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述金属合金的相对密度为至少80％。5.根据权利要求1和3至4中任一项所述的方法，其中所述第二元素为铬。6.根据权利要求1和3至4中任一项所述的方法，其中所述第二元素为钯(Pd)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包含第三元素。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第三元素以所述金属合金的0.5原子％至40原子％的量存在于所述金属合金中。9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述第二元素和所述第三元素表现出混溶间隙。10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述第三元素为钨(W)。11.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述第三元素为钽(Ta)。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述金属合金的熔点为至少2,500℃。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述金属合金的中子吸收截面不大于18靶恩。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中Mo以至少50原子％的量存在于所述金属合金中。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述Mo和所述第二元素表现出混溶间隙。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述金属合金为纳米晶态的。17.根据权利要求16所述的方法，其中纳米晶态的金属合金的平均晶粒尺寸不大于300nm。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述金属合金为块状金属合金。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中所述金属合金在至少2500℃的温度下基本上稳定。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述金属合金具有第一晶粒尺寸，以及包含Mo但不存在所述第二元素的烧结材料具有第二晶粒尺寸，所述第一晶粒尺寸小于所述第二晶粒尺寸。21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所述金属合金在所述金属合金的晶界处富含所述第二元素。22.一种金属合金，包含：钼(Mo)；和
第二元素；其中：Mo为所述金属合金中按原子百分比计最丰富的元素，以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：