高硅氧玻璃纤维改性钨基金属复合材料

钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。

为了使钨获得或改善某些性能，经常添加一定量的某些元素而实现，钨材在高温使用时，单纯固溶强化尚不够时，可在固溶强化的基础上再进行弥散强化或沉淀强化，提高高温强度。虽然性能得到很大的提升，但是现有的钨基金属复合材料存在耐热性能和热冲击性能较差，制备的材料不能长时间在高热、强辐射条件下正常工作等问题，因此，研发一种新的改性钨基金属复合材料很有必要，例如高硅氧玻璃纤维改性钨基金属复合材料。

高硅氧玻璃纤维改性钨基金属复合材料以高熔点的钨金属为表层，以耐蚀性和耐热性较好的钛金属为内层，层与层之间添加高硅氧玻璃纤维。其合成技术过程如下：

(1)称取10～25质量份炭黑和30～40质量份金属钨粉混合均匀，加入8～12质量份25～ 35wt.％聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀后备用；

(2)将8～12质量份高硅氧玻璃纤维切短至3～5mm，100～120℃下干燥0.5～1h，用丙酮清洁表面，然后用60～75wt.％浓硫酸处理1.5～2h，用蒸馏水洗净后干燥备用；

(3)称取20～35质量份钛金属粉末，加入4～6质量份25～35wt.％聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀后备用；

(4)将步骤(1)搅拌均匀后备用的混合物分别注入两个模具内，抹平表面，再将步骤(3) 搅拌均匀后备用的钛金属粉末浆体注入一个模具中，抹平表面，然后将所述三个模具放入72～78℃真空干燥箱中预成型1.5～2h；

(5)将步骤(4)制备中预成型后的金属层取出，按照自下而上依次为碳化钨层、钛金属层和碳化钨层，层与层之间均匀撒一层高硅氧玻璃纤维，然后放入压力机中450～500MPa压 制2～4h后在真空条件下程序升温，真空度为10-3MPa，100～120℃/h的速率升温至1100℃， 恒温保压0.5～1.5h，再以80～100℃/h的速率升温至1650～1750℃后保温1.5～2h，待温度降为室温时，完成整个制备过程。

高硅氧玻璃纤维改性钨基金属复合材料具有导热系数低、对高热冲击有良好的抵御性能等特点，能够使合金在高热、强辐射条件下正常持续工作，经测试，其拉伸强度为275～282MPa，屈服强度为181～185MPa，弹性模量为 87～91GPa，耐高温性达1200℃以上，性能优异。

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