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直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料及其制備方法和應用與流程

文檔序號:12578350閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,包括鎳基合金基體、以及均勻分布在所述鎳基合金基體內的直接引入的TiC顆粒和原位生成的TiC顆粒,其中,原位生成的TiC顆粒占總TiC的質量分數(shù)為10~40wt.%。

2.根據(jù)權利要求1所述的直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,所述復合材料是通過TiC-Ti-C預制體和鎳基母合金的反應滲透而得,所述直接引入的TiC顆粒來自TiC-Ti-C預制體中的TiC,所述原位生成的TiC顆粒是鎳基母合金熔化后自發(fā)滲透到TiC-Ti-C預制體中,通過Ti粉,C粉與母合金發(fā)生反應生成的TiC。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,部分TiC顆粒為核-殼結構,原位生成的TiC顆粒尺寸≤2μm,直接引入的TiC顆粒尺寸為5~10μm。

4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,TiC顆粒占所述復合材料的體積分數(shù)為50-60vol.%。

5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,所述復合材料在25~450℃溫度區(qū)間的平均熱膨脹系數(shù)范圍在9~11×10-6K-1之間,且隨溫度變化保持線性膨脹行為;所述復合材料的電阻率范圍在4~7mΩ·cm之間。

6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的直接引入與原位生成TiC顆粒共同增強鎳基復合材料,其特征在于,所述鎳基合金基體是Ni-Fe、Ni-Mo、Ni-Mo-Cr、Ni-Fe-Co、Ni-Cr-Fe、Ni-Mo-Ti、和Ni-Mo-Nb中的任意一種。

7.一種權利要求1至6中任一項所述的復合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)按照各組分設計的質量百分比稱取TiC粉、Ti粉、C粉以及母合金;

(2)將TiC粉、Ti粉和C粉混合均勻后壓制成TiC-Ti-C預制體;

(3)將母合金置于TiC-Ti-C預制體上方,進行加熱熔化無壓滲透。

8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法,其特征在于,在TiC-Ti-C預制體中,TiC粒徑為5~10μm,純度≥99.5%;Ti粉粒徑為1~5μm,純度≥99.9%;C粉粒徑為1~5μm,純度≥99.9%,并且Ti粉和C粉的摩爾比為1:1;所述TiC-Ti-C預制體的氣孔率為40~50%。

9.根據(jù)權利要求7或8所述的制備方法,其特征在于,無壓滲透的環(huán)境是惰性氣氛或者真空,無壓滲透的溫度為1400℃~1600℃,保溫時間為10~60分鐘。

10.一種權利要求1至6中任一項所述的復合材料用作中溫固體氧化物燃料電池的連接體材料。

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