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铼材构件制备方法

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铼材构件制备方法

发布日期:2018-10-29 作者: 点击:

铼粉末.png

     难熔金属铼具有高熔点和良好的高温力学性能,以铼为基体材料铱作高温抗氧化涂层的高性能铼铱发动机燃烧室工作温度达2000℃以上,比冲高达325s,作为航天器飞行动力推进装置,广泛应用于卫星、空间飞行器的轨道控制、姿态调整、精确定位以及航天器的交会、对接及着陆等。铼材料作为发动机燃烧室的基体,制备方法主要有化学气相沉积(CVD)、电沉积(ED)、真空等离子喷涂(VPS)、粉末冶金(PM)等。

    化学气相沉积法(CVD)制造铼材构件,主要采用铼化合物热分解或氢还原法沉积铼。化学气相沉积铼的速率较低,且沉积厚度较大的构件时易分层开裂,这一过程生产周期很长,成本高,难以制造大尺寸构件。

    电沉积法(ED)制造铼材构件,以金属块作为可溶性阳极的起始材料,从氯、氟化物高温熔盐电解液中电沉积铼。电沉积铼效率较高,但电沉积厚度较大的构件时易分层开裂,操作难度大,易污染周围环境。

     真空等离子喷涂(VPS)制造铼构件,主要采用是把沉积材料原子化后再高速喷涂到基材上,基材最后用化学方法去除掉已获得铼材料。该工艺过程同样存在生产周期长,成本高,喷涂的构件中存在气孔缺陷,以及难以制造大尺寸构件的问题。

     传统粉末冶金法(PM)制造铼材构件,主要采用利用化学方法获得的不规则形状铼粉末冷等静压制坯,分别经低温预烧结和高温烧结,后续进行滚轧冷加工或高温热等静压致密化处理。该种方法由于传统铼粉形状不规则松装密度低,一般难以达到铼理论密度的35%,使得铼粉末冶金中的成形性和成精精度都较差,有时为能加工出合适的铼构件不得不预留较大的加工余量,原材料利用非常低,而铼作为稀贵金属极大的增加了铼构件的成本,与此同时由于铼加工性差,大的加工余量也显著增加了生产周期,降低了生产效率。


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