稀土La、Y对超细Mo粉制备工艺及烧结行为的影响

论文摘要

钼合金具有一系列优异的性能,因此,广泛应用在宇航、原子能、电子、冶金、化工、轻工和玻璃等工业部门。但钼金属材料具有体心立方金属所固有的塑-脆转变温度高和低温脆性大以及纯钼强度上的不足等因素造成了钼金属材料应用上的受限。针对纯Mo强度低、脆性大等不足,本论文采用溶液-喷雾干燥-煅烧-还原工艺制备了超细Mo粉和含La、Y的超细复合Mo粉,系统研究了MoO3在不同还原温度下氧化物转化过程以及添加La、Y对复合粉末粒度及形貌的影响规律,对所得超细复合粉末在1890℃保温2小时制备出细晶ODS钼合金,研究了La、Y添加对合金力学性能的影响。其结果表明：1)La、Y在复合Mo粉末中最终以稀土氧化物（La203、Y203）的形式存在。随稀土含量增加,粉末中氧含量随之增加。同时,稀土的掺入能明显细化粉末颗粒,且随稀土含量增加细化越明显,当稀土含量为3%时,粉末颗粒小于0.1μm,而在同样工艺条件下,纯Mo粉的颗粒大小在0.5μm左右。2)添加2%（质量分数）Y合金的抗拉强度可达到620MPa,比纯钼提高了60%。同样工艺条件下,添加2%（质量分数）La合金的抗拉强度为535Mpa,可知添加Y具有更好的强化效果。3)La、Y在合金中以第二相粒子形式存在,使晶界迁移的能量升高,阻碍晶界的迁移,从而有效抑制了钼晶粒的长大,且随着La、Y含量增加这种抑制效果愈明显,当La、Y含量为2%时,合金晶粒为3～5μm。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 ODS钼合金研究进展
• 1.2.1 ODS钼合金结构材料研究
• 1.2.2 ODS钼合金功能材料研究
• 1.3 ODS钼合金的强韧化机理研究
• 1.3.1 ODS钼合金强化机理
• 1.3.2 ODS钼合金韧化机理
• 1.4 ODS钼合金制备
• 1.4.1 稀土氧化物种类与添加方式
• 1.4.2 ODS复合粉末的制备
• 1.4.3 ODS复合粉末成形
• 1.4.4 ODS钼合金的烧结
• 1.5 展望
• 1.6 本论文的设计指导思想及研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 实验工艺流程
• 2.1.2 实验所用原料
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 溶液配制
• 2.2.2 喷雾干燥
• 2.2.3 煅烧
• 2.2.4 氢还原
• 2.2.5 成形
• 2.2.6 预烧
• 2.2.7 烧结
• 2.3 性能检测
• 2.3.1 XRD物像检测
• 2.3.2 SEM扫描电镜检测
• 2.3.3 氧含量的测定
• 2.3.4 密度测定
• 2.3.5 力学性能检测
• 2.3.6 拉伸断口形貌分析
• 2.3.7 金相显微组织观察
• 第三章 超细Mo粉与超细稀土复合Mo粉的制备与研究
• 3.1 超细Mo粉制备过程中的相转变与形貌特征
• 3.1.1 煅烧后的相组成与形貌特征
• 3的相转变'>3.1.2 还原过程中MoO₃的相转变
• 3.1.3 还原过程中粉末形貌变化与形成机理
• 3.2 粉末还原工艺对粉末性能的影响
• 3.2.1 还原工艺对粉末结块的影响
• 3.2.2 还原工艺对粉末氧含量的影响
• 3.2.3 还原工艺对粉末形貌的影响
• 3.3 稀土对粉末性能的影响
• 3.3.1 稀土在粉末中的存在形式
• 3.3.2 稀土对粉末氧含量的影响
• 3.3.3 稀土对粉末形貌的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 稀土添加对钼合金力学性能和组织结构的影响
• 4.1 烧结体致密度的影响因素
• 4.1.1 烧结温度对烧结体致密度的影响
• 4.1.2 稀土对烧结体致密度的影响
• 4.1.3 粉末氧含量对烧结体致密度的影响
• 4.2 烧结体力学性能的影响因素
• 4.2.1 粉末氧含量对烧结体力学性能的影响
• 4.2.2 稀土对烧结体力学性能的影响
• 4.3 稀土对烧结体微观组织的影响
• 4.3.1 稀土对晶粒大小的影响
• 4.3.2 稀土在合金中的存在方式
• 4.3.3 稀土对断裂方式的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文