鎢基難熔碳化物複合材料低溫製備方法

難熔金屬-碳化物組成的複合材料就是綜合性能非常優異的高溫材料，它利用材料性能的互補，使材料達到綜合優化，其中鎢基難熔碳化物複合材料就是其中的一種。此類材料具有熱學、化學和力學相容性好，理想 的高溫強度和韌性以及抗熱震、耐燒蝕等優良特點。

相比傳統的粉末冶金方法，反應熔滲法是將液態金屬熔體無壓浸滲到具有一定形狀的多孔WC預製體中，是製備W基難熔碳化物複合材料的一種快速近淨成型方法，該方法可大大降低此類材料的製造成本。只是目前，採用完全碳化的WC粉體製備多孔WC預製體用於反應熔滲效果不理想。這主要在於採用完全碳化的WC粉體製備的預製體和熔融合金反應時會由於反應機制受限 而無法反應完全。

為解決上述問題，有研究人員提出一種鎢基難熔碳化物複合材料的低溫製備方法，其通過以下步驟實現：

一、按重量百分比稱取93.4％～99.0％的鎢粉和1.0％～6.6％的炭黑在1200～1600℃碳化1～4h，得到不完全碳化的WC粉體；

二、向步驟一製備得到的不完全碳化的WC粉體中加入的5wt.％聚乙烯醇水溶液，機械攪拌2～4h，混合均勻之後，在乾燥箱中進行恒溫乾燥；其中，加入的5wt.％聚乙烯醇水溶液占WC粉體的品質的5％；

三、將步驟二中乾燥之後的粉體在鋼模中進行預壓，壓力大小為10～20MPa，保壓時間為3min，得生坯；

四、將步驟三中得到的生坯進行冷等靜壓，然後卸壓；其中，壓力大小為50～200MPa，保壓時間2min；

五、將冷等靜壓之後的坯體在500℃氬氣流中灼燒2～4h，然後在1500～1700℃氬氣流中預燒2～4h，得到多孔WC預製體；

六、將步驟五中得到的多孔WC預製體用合金在1200℃～1400℃條件下進行熔滲， 反應時間1～4h，完成鎢基難熔碳化物複合材料的製備。

在1200～1700℃的低溫下製備得到鎢基難熔碳化物複合材料。通過理論計算表明，可以通過調節鎢粉和炭黑的比例來調節複合材料中鎢和難熔碳化物兩相的比例，這能夠大大改善複合材料的高溫力學性能，尤其是抗熱震和抗燒蝕性能；複合材料抗彎強度400～700MPa，斷裂韌性達6～ 13MPa•m-1/2，力學性能得到了很大提高。

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