高矽氧玻璃纖維改性鎢基金屬複合材料

鎢合金是以鎢為基加入其他元素組成的合金。在金屬中，鎢的熔點最高，高溫強度和抗蠕變性能以及導熱、導電和電子發射性能都好，比重大，除大量用於製造硬質合金和作合金添加劑外，鎢及其合金廣泛用於電子、電光源工業，也在航太、鑄造、武器等部門中用於製作火箭噴管、壓鑄模具、穿甲彈芯、觸點、發熱體和隔熱屏等。

為了使鎢獲得或改善某些性能，經常添加一定量的某些元素而實現，鎢材在高溫使用時，單純固溶強化尚不夠時，可在固溶強化的基礎上再進行彌散強化或沉澱強化，提高高溫強度。雖然性能得到很大的提升，但是現有的鎢基金屬複合材料存在耐熱性能和熱衝擊性能較差，製備的材料不能長時間在高熱、強輻射條件下正常工作等問題，因此，研發一種新的改性鎢基金屬複合材料很有必要，例如高矽氧玻璃纖維改性鎢基金屬複合材料。

高矽氧玻璃纖維改性鎢基金屬複合材料以高熔點的鎢金屬為表層，以耐蝕性和耐熱性較好的鈦金屬為內層，層與層之間添加高矽氧玻璃纖維。其合成技術過程如下：

(1)稱取10～25品質份炭黑和30～40品質份金屬鎢粉混合均勻，加入8～12品質份25～ 35wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻後備用；

(2)將8～12品質份高矽氧玻璃纖維切短至3～5mm，100～120℃下乾燥0.5～1h，用丙酮清潔表面，然後用60～75wt.％濃硫酸處理1.5～2h，用蒸餾水洗淨後乾燥備用；

(3)稱取20～35品質份鈦金屬粉末，加入4～6品質份25～35wt.％聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻後備用；

(4)將步驟(1)攪拌均勻後備用的混合物分別注入兩個模具內，抹平表面，再將步驟(3) 攪拌均勻後備用的鈦金屬粉末漿體注入一個模具中，抹平表面，然後將所述三個模具放入72～78℃真空乾燥箱中預成型1.5～2h；

(5)將步驟(4)製備中預成型後的金屬層取出，按照自下而上依次為碳化鎢層、鈦金屬層和碳化鎢層，層與層之間均勻撒一層高矽氧玻璃纖維，然後放入壓力機中450～500MPa壓 制2～4h後在真空條件下程式升溫，真空度為10-3MPa，100～120℃/h的速率升溫至1100℃， 恒溫保壓0.5～1.5h，再以80～100℃/h的速率升溫至1650～1750℃後保溫1.5～2h，待溫度降為室溫時，完成整個製備過程。

高矽氧玻璃纖維改性鎢基金屬複合材料具有導熱係數低、對高熱衝擊有良好的抵禦性能等特點，能夠使合金在高熱、強輻射條件下正常持續工作，經測試，其拉伸強度為275～282MPa，屈服強度為181～185MPa，彈性模量為 87～91GPa，耐高溫性達1200℃以上，性能優異。

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