一种Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料及其制备工艺-挂牌专利-西安知识产权运营服务平台

一种Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料及其制备工艺 授权有效中;

专利(申请)号： CN202110253869.7
专利类型：发明;
主分类： C化学、冶金;
产业领域：复合材料
专利来源：高校;
申请日： 2021-03-09
申请人：陕西科技大学
当前专利权人：陕西科技大学
交易方式：转让; 许可; 金融融资; 租赁维权; 其他;
其他交易方式：相关技术产学研
参考价格（元）：￥面议
联系方式：远诺技术转移-薛15249297273

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陕西科技大学材料科学与工程学院

专利详情

摘要

【中文摘要】本发明公开一种Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料及其制备工艺，其化学成分为Cr‑10Si‑57.5Nb(at.％)，采用电弧熔炼与高温退火相结合的方法制备材料，材料显微组织为全共晶组织，枝晶内为全共晶Laves相/Nbss，枝晶间为全共晶Laves相/Nb5Si3/Nbss，材料的室温压缩强度为2.16GPa，室温维氏硬度为8.3GPa。

【英文摘要】The invention discloses an in-situ autogenous composite material synergistically reinforced by Laves phase and niobium-silicon compound and a preparation process thereof. The material is prepared by combining electric arc smelting and high-temperature annealing, the microstructure of the material is a total eutectic structure, a total eutectic Laves phase/Nbss is arranged in a dendritic crystal, a total eutectic Laves phase/Nb5Si3/Nbss is arranged between the dendritic crystals, the room-temperature compression strength of the material is 2.16 GPa, and the room-temperature Vickers hardness of the material is 8.3 GPa.

技术摘要（来自于incoPat）

【用途】

化学品	化合物	铌硅化合物
方法过程	制备方法	制备
材料制品	复合材料	原位自生复合材料
材料制品	金属材料	laves相

【技术功效】

技术功效句	制备工艺简单快捷高效; 本发明采用简单快捷高效的电弧熔炼与高温退火相结合的方法制备; 有利于制备大尺寸、高质量的均匀异形构件; 材料成本有所降低; 从而满足不同工程化需求
技术功效短语	制备简单; 快捷电弧; 制备快捷; 简单电弧; 制备高效; 均匀异形; 制备大尺寸; 高效电弧; 材料成本降低; 满足工程化需求
技术功效1级	复杂性; 速度; 效率; 均匀性; 尺寸; 材料成本; 工程化
技术功效2级	复杂性降低; 速度提高; 效率提高; 均匀性提高; 尺寸提高; 材料成本降低; 工程化
技术功效3级	制备复杂性降低; 电弧速度提高; 制备速度提高; 电弧复杂性降低; 制备效率提高; 异形均匀性提高; 制备尺寸提高; 电弧效率提高; 材料成本降低; 满足需求工程化
技术功效TRIZ参数	36-系统的复杂性;09-速度;39-生产率;29-制造精度;03-长度;

分类号

【技术分类】

主分类号

C22B9/20;

C 化学；冶金
C22
冶金；黑色或有色金属合金；合金或有色金属的处理
C22B
金属的生产或精炼（金属粉末或其悬浮物的制取入B22F9/00；电解法或电泳法生产金属入C25）；原材料的预处理
C22B9/00
金属精炼或重熔的一般方法；金属电渣或电弧重熔的设备[2006.01]
*C22B9/16
金属的重熔（熔析入C22B9/02）[2006.01]
**C22B9/20
电弧重熔[2006.01]

IPC分类号

C22B9/20; C22C33/06; C21D1/26; C21D1/773; C21D6/00;

CPC分类号

C22B9/20; C22C33/06; C21D1/26; C21D1/773; C21D6/008; C21D6/002;

【行业分类】

国民经济行业分类	制造业 C3217;C3239;C3219;C3516;C3231;C4320;C3232;C3211;C3212;C3213;C3214;C3215;C3216;C3140;C3360;C3240;C4330;C4090;C3229;C3221;C4310;C3222;C3493;
国民经济行业(主)	制造业 C3217;C3239;C3219;C3516;C3231;C3232;C3211;C3212;C3213;C3214;C3215;C3216;C3240;C4330;C3229;C3221;C3222;
新兴产业分类	先进钢铁材料 3.1;
知识密集型分类	新装备制造业新材料制造业环保产业 301; 302; 401; 603;
学科分类	工程物理科学 A010401; A110101; C050102;
清洁能源产业	核电产业风能产业太阳能产业生物质能产业水力发电产业智能电网产业其他清洁能源产业 1.3.3; 2.1.2; 2.2.3; 3.3.3; 4.5.2; 5.2.3; 6.4.0; 7.2.3;
清洁生产产业	清洁生产原料制造业 1.2.0;
数字经济核心产业	数字产品制造业 010605;

专利历程

2021-03-09
申请日
CN202110253869.7(当前专利)
申请号
2021-06-29
首次公开日
CN113046566A
首次公开号
2022-10-14
授权公告日
CN113046566B(当前专利)
授权公告号
2041-03-09
预估到期日
计算因素

其他著录项

代理机构	西安众和至成知识产权代理事务所(普通合伙) 61249
代理人	张震国
申请语言	汉语
审查员	李艳

权利要求

1.一种Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料的制备工艺，其特征在于：
步骤一：将打磨清洗后的高纯金属原料按化学成分Cr‑10Si‑57.5Nb(at.%)配料；
步骤二：按熔点由低到高的顺序依次将金属原料放置于非自耗电弧熔炼的水冷坩埚中，将炉体真空度抽至3×10‑3~6×10‑3 Pa，随后冲入高纯氩气并将炉内气压控制在0.05 Pa，反复抽真空并充气共3次，电弧熔炼过程在电磁搅拌下进行，将形成的合金铸锭翻转重熔5次后随炉冷却至室温取出；
步骤三：将铸锭密封至高纯石英管内进行高温退火处理，退火真空度为5×10‑3 Pa，退火条件为1200℃/50h，退火后进行淬火处理，淬火介质为常温水，得到原位自生复合材料；
所述的原位自生复合材料为全共晶组织，枝晶内为全共晶Laves相/Nbss，枝晶间为全共晶Laves相/Nb5Si3/Nbss；
所述的原位自生复合材料显微组织中金属间化合物Laves相和Nb5Si3相的体积分数高达67%。

2.根据权利要求1所述的Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料的制备工艺，其特征在于：所述的电弧熔炼，合金铸锭翻转重熔5次，每次4~5min。

3.根据权利要求1所述的Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料的制备工艺，其特征在于：在非自耗电弧熔炼炉的另一水冷坩埚中放入用以去除炉内残余氧气的Ti金属。

4.一种如权利要求1‑3中任意一项所述制备工艺制备的Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料，其特征在于：原位自生复合材料的化学成分为Cr‑10Si‑57.5Nb(at.%)。

5.根据权利要求4所述的Laves相与铌硅化合物协同强化的原位自生复合材料，其特征在于：所述的原位自生复合材料的室温压缩强度为2.16GPa，室温维氏硬度为8.3GPa。

专利文本