Es werden eine korrosionsbeständige Tantal-Wolfram-Platin-Legierung und deren Herstellungsverfahren beschrieben. Die Legierung enthält, in Massenprozent, 2–5 % Wolfram, 0,08–0,12 % Platin und Tantal als Rest. Das Herstellungsverfahren umfasst: das Einwiegen und Mischen von Tantal-, Wolfram- und Platinpulver entsprechend ihren Massenprozenten zu einem Pulvergemisch; das anschließende Heißpressen und Elektronenstrahlschmelzen des Pulvergemisches zur Herstellung der Tantal-Wolfram-Platin-Legierung. Durch die Zugabe bestimmter Anteile von Wolfram- und Platinpulver zum Tantalpulver werden die Eigenschaften der Tantallegierung verbessert. Das Herstellungsverfahren, eine Kombination aus Pulvermischung, Vakuum-Heißpresssintern und Vakuum-Elektronenstrahlschmelzen, ergibt eine Tantal-Wolfram-Platin-Legierung mit homogener Zusammensetzung, stabilen chemischen Eigenschaften und hoher Korrosionsbeständigkeit.
Tantalmetall besitzt bedeutende Vorteile wie einen hohen Schmelzpunkt, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, gute Duktilität und extrem hohe Korrosionsbeständigkeit und findet breite Anwendung in verschiedenen Industriezweigen. Mit der rasanten technologischen Entwicklung genügt reines Tantal jedoch nicht mehr den Anforderungen der industriellen Entwicklung. Vor diesem Hintergrund sind verschiedene Tantallegierungen entstanden. Die Zugabe von Legierungselementen zu reinem Tantal kann dessen Eigenschaften verbessern.
Das derzeit am häufigsten verwendete Legierungselement zur Festigkeitssteigerung ist Wolfram. Tantal-Wolfram-Legierungen sind seltene Metalllegierungen mit hoher Dichte, hohem Schmelzpunkt und hoher Festigkeit. Sie zeichnen sich durch hohe Hochtemperaturfestigkeit, gute Duktilität, Schweißbarkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus und eignen sich daher für den Einsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosionsbelastenden Bedingungen. Es werden ein Tantal-Wolfram-Legierungspulver und dessen Herstellungsverfahren beschrieben. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Wiederholtes Schmelzen und Schmieden eines Tantal-Wolfram-Legierungsblocks; Hydrierung des Schmiedeprodukts in Wasserstoffatmosphäre; mechanisches Zerkleinern des hydrierten Produkts zu grobem Pulver; Sieben des groben Pulvers zu einem Partikelgrößenbereich von a μm bis b μm (a = 10–20 μm, b = 50–60 μm); Dehydrierung des gesiebten Pulvers unter Vakuum; Zugabe von Magnesiumpulver zum Produkt aus dem vorherigen Schritt zur Sauerstoffreduktion; und Plasma-Sphäroidisierung des Produkts aus dem vorherigen Schritt, um eine Pulversphärizität von über 99 % zu erreichen. Die erhaltene Tantal-Wolfram-Legierung weist eine homogene Zusammensetzung, eine enge Partikelgrößenverteilung, eine hohe Sphärizität und einen geringen Sauerstoffgehalt auf. Ihre Eigenschaften nehmen jedoch ab, sobald der Wolframgehalt einen bestimmten Wert überschreitet.
To address this, researchers have begun doping a multi-component tungsten element into the tantalum metal matrix to leverage the advantages of each component, thereby further improving the performance of tantalum metal and obtaining a composite material with excellent overall properties. A novel tantalum-tungsten alloy material and its preparation method are described, with the following composition by weight percentage: tungsten 0.5–10%, tungsten diboride 0.5–8%, and the remainder being tantalum. The preparation method includes: weighing raw tantalum powder, tungsten powder, and tungsten diboride powder according to the weight ratio, placing them in a ceramic ball mill jar, and vacuum ball milling for 1–6 hours. The mixed powder is then filled into a graphite mold. Before filling, the inner wall of the mold is coated with HBN powder to prevent the mixed powder from reacting with the graphite and to facilitate subsequent demolding. The mold is then placed in a vacuum hot-pressing sintering furnace for hot-pressing sintering. After sintering, the mold is cooled with the furnace to obtain a novel tantalum-tungsten material. However, the prepared tantalum-tungsten material has a high oxygen content and insufficient corrosion resistance.
A corrosion-resistant tantalum-tungsten-platinum alloy and its preparation method are disclosed. By adding a certain proportion of tungsten and platinum powder to tantalum powder, the performance of the tantalum alloy is improved. The preparation method combines powder mixing, vacuum hot pressing sintering, and vacuum electron beam melting to obtain a tantalum-tungsten-platinum alloy material with uniform composition, stable chemical properties, and strong corrosion resistance.
The preparation method includes the following steps: (1) Weigh tantalum powder with a particle size of 4μm, tungsten powder with a particle size of 5μm and platinum powder with a particle size of 2μm according to the mass percentage and mix them to obtain a mixed powder; the purity of the tantalum powder, tungsten powder and platinum powder is 99.99%; (2) Vacuum hot pressing sintering is performed on the mixed powder obtained in step (1), the vacuum degree of vacuum hot pressing sintering is 1×10-3Pa, the temperature is raised to 1800℃ at a heating rate of 4℃/min, and the holding time is 180min to obtain an alloy billet; (3) Vacuum electron beam melting is performed on the alloy billet obtained in step (2), the vacuum degree of vacuum electron beam melting is 1×10-2Pa, the temperature is 3500℃, and the holding time is 3h to obtain the tantalum-tungsten-platinum alloy. A corrosion-resistant tantalum-tungsten-platinum alloy and its preparation method are provided. The tantalum-tungsten-platinum alloy is composed of the following components by mass percentage: 5% tungsten, 0.08% platinum, and the balance being tantalum.
When the tungsten content in the tantalum-tungsten-platinum alloy exceeds a certain value, the alloy's performance decreases. If the tungsten content is too low, the alloy's corrosion resistance cannot be improved. Adding an appropriate amount of platinum powder to the tantalum-tungsten alloy is beneficial to improving its chemical properties and corrosion resistance.
