一种采用粉末冶金法制备多孔金属钼的方法技术

本发明专利技术提供一种采用粉末冶金法制备多孔金属钼的方法，先将称取好的钼粉与造孔剂混合均匀；再装入钢模中压制，然后将压制好的粉末压坯在４０—６０℃条件下，烘干６—８小时，最后将烘干过的压坯放入烧结炉中进行烧结，保护气氛为氢气，烧结温度为１３５０—１５００℃，最后随炉冷却至室温；用去离子水清洗后，即制得多孔金属钼。获得的材料孔隙分布均匀，孔隙所占体积分数可以控制，并具有一定的强度（１０—３０ＭＰａ）和孔隙率（５５—９０％），可满足多孔金属材料的使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多孔金属材料
，具体涉及一种采用粉末冶金法以单质金属钼粉为原料制备多孔金属钼的方法。
技术介绍
多孔金属具有低密度、高的比表面积和孔隙率等结构特性，导致其具有优异的吸 收冲击、渗透、隔音、电磁屏蔽等功能特性，是集机械性能、热学性能、电学性能和声学性能 于一体的多功能材料，可用于不同的结构、仪器或装置中，如超轻结构、冲击缓冲器、散热介 质、过滤器和热压交换器等。目前，已发展出很多成熟的多孔金属材料制备工艺，按照其工 艺技术的特点基本可以分为四大类，即固态金属烧结法(粉末冶金法)、液态金属凝固法、原 子/离子态金属沉积法和其他先进制备技术如自蔓延高温合成、腐蚀造孔法等。金属钼的 熔点为2620°C，在常温和高温条件下强度和弹性模量高、热膨胀系数小、导电和导热性能好 等优点被广泛用作高温结构材料。然而，正是由于其高熔点和高稳定性，导致难以获得液态 或离子态，因而很难通过采用液态金属凝固法和原子/离子态金属沉积法制备多孔金属钼 材料。同时，自蔓延高温合成技术等先进制备手段技术理论尚不成熟，过程难以控制，因此， 固态金属烧结法应为多孔金属钼材料的首先制备方法。固态金属烧结法(也称粉末冶金法)是指利用粉末形式或纤维形式存在的固态金 属经过烧结处理或其他固态操作获得多孔结构产品的一种材料制备手段。采用固态金属烧 结法的关键技术在于合理地选择造孔剂和粉末冶金制备工艺参数，如压制压力、烧结温度 和烧结时间等。由于金属钼的熔点较高，导致对应的粉末烧结温度也较高，这极易导致粉末 压坯在烧结过程中产生收缩，从而影响多孔材料的孔隙率和开孔率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，解决了现有没 有专门制备多孔金属钼方法的问题。本专利技术所采用的技术方案是，，包括 以下几个步骤步骤1，制备金属钼-造孔剂混合粉末根据拟制备多孔金属钼的孔隙率、钼粉和无机盐类造孔剂的密度计算出钼粉与造孔剂 之间的质量比，并按照设计尺寸要求计算出所需钼粉与造孔剂的质量；将称取好的钼粉与 造孔剂混合均勻； 步骤2，压制成型将步骤1得到混合均勻的粉末装入钢模中压制，选用的压力为150 MPa-300 MPa，保 压时间为Imin ；步骤3，低温前处理将步骤2压制好的粉末压坯在40—60°C条件下，烘干6—8小时；步骤4，粉末烧结将烘干过的压坯放入烧结炉中进行烧结，保护气氛为氢气，烧结温度为1350—1500°C ； 其中，从室温升至400°C，升温速率为lOK/min，随后以20K/min的速度升至设定的烧结温 度，并在烧结温度下保温1一3小时，最后随炉冷却至室温； 步骤5，去除残余造孔剂将烧结后的试样在超声波清洗器中用去离子水进行清洗，即制得多孔金属钼。其中，步骤1中，钼粉与造孔剂通过行星式混料机进行混料，球料比为1:3—1:10， 混料时间为6— 8 h，混料机转速为110 — 130r/min。其中，无机盐类造孔剂为碳酸氢铵、氯化铵或氯化钠中的一种，或任意多种以任意 比组成的混合物。其中，步骤1中，根据拟制备多孔金属钼的孔隙率和选定的修正系数按照式(1)计 算出钼粉与造孔剂的体积比，再按照式(2)根据钼粉与造孔剂的体积比及密度比计算出钼粉与造孔剂之间的质量比；权利要求，其特征在于，包括以下几个步骤步骤1，制备金属钼 造孔剂混合粉末根据拟制备多孔金属钼的孔隙率、钼粉和无机盐类造孔剂的密度计算出钼粉与造孔剂之间的质量比，并按照设计尺寸要求计算出所需钼粉与造孔剂的质量；将称取好的钼粉与造孔剂混合均匀；步骤2，压制成型将步骤1得到混合均匀的粉末装入钢模中压制，选用的压力为150 MPa—300 MPa，保压时间为1min；步骤3，低温前处理将步骤2压制好的粉末压坯在40—60℃条件下，烘干6—8小时；步骤4，粉末烧结将烘干过的压坯放入烧结炉中进行烧结，保护气氛为氢气，烧结温度为1350—1500℃；其中，从室温升至400℃，升温速率为10K/min，随后以20K/min 的速度升至设定的烧结温度，并在烧结温度下保温1—3小时，最后随炉冷却至室温；步骤5，去除残余造孔剂将烧结后的试样在超声波清洗器中用去离子水进行清洗，即制得多孔金属钼。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1中，钼粉与造孔剂通过行 星式混料机进行混料，球料比为1 3—1 10，混料时间为6—8 h，混料机转速为110 — 130r/min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述无机盐类造孔剂为碳酸氢铵、氯 化铵或氯化钠中的一种，或任意多种以任意比组成的混合物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1中，根据拟制备多孔金属 钼的孔隙率和选定的修正系数按照式(1)计算出钼粉与造孔剂的体积比，再按照式(2)根据钼粉与造孔剂的体积比及密度比计算出钼粉与造孔剂之间的质量比； _β_Λ —( 1 Λv造孔剂丨ν造孔剤十\钼粉, 式中β为拟设计多孔金属钼的孔隙率^为修正系数，其范围为0. 85-0. 95 ； Fm 和分别为金属钼粉与无机盐造孔剂的体积；=血⑵造孔剤 \'造孔剤 P造孔剂"T —WI浦公铜·式中，_和分别为金属钼粉与无机盐造孔剂的质量比和体积比， 7巧音孔剤 Y造孔剤P目粉和P造孔剂分别为金属钼粉与无机盐造孔剂的密度。全文摘要本专利技术提供，先将称取好的钼粉与造孔剂混合均匀；再装入钢模中压制，然后将压制好的粉末压坯在40—60℃条件下，烘干6—8小时，最后将烘干过的压坯放入烧结炉中进行烧结，保护气氛为氢气，烧结温度为1350—1500℃，最后随炉冷却至室温；用去离子水清洗后，即制得多孔金属钼。获得的材料孔隙分布均匀，孔隙所占体积分数可以控制，并具有一定的强度(10—30MPa)和孔隙率(55—90%)，可满足多孔金属材料的使用要求。文档编号C22C27/04GK101988162SQ20101053284公开日2011年3月23日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日专利技术者吕振林, 方炎, 谢辉, 贾磊 申请人:西安理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用粉末冶金法制备多孔金属钼的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：　　步骤１，制备金属钼－造孔剂混合粉末　　根据拟制备多孔金属钼的孔隙率、钼粉和无机盐类造孔剂的密度计算出钼粉与造孔剂之间的质量比，并按照设计尺寸要求计算出所需钼粉与造孔剂的质量；将称取好的钼粉与造孔剂混合均匀；　　步骤２，压制成型　　将步骤１得到混合均匀的粉末装入钢模中压制，选用的压力为１５０　ＭＰａ－３００　ＭＰａ，保压时间为１ｍｉｎ；　　步骤３，低温前处理　　将步骤２压制好的粉末压坯在４０－６０℃条件下，烘干６－８小时；　　步骤４，粉末烧结　　将烘干过的压坯放入烧结炉中进行烧结，保护气氛为氢气，烧结温度为１３５０－１５００℃；其中，从室温升至４００℃，升温速率为１０Ｋ／ｍｉｎ，随后以２０Ｋ／ｍｉｎ　的速度升至设定的烧结温度，并在烧结温度下保温１－３小时，最后随炉冷却至室温；　　步骤５，去除残余造孔剂　　将烧结后的试样在超声波清洗器中用去离子水进行清洗，即制得多孔金属钼。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕振林，贾磊，谢辉，方炎，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]