超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法
专利汇可以提供超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种超硬材料 铝 镁 硼 -二硼化 钛 与金属的反应扩散连接方法，属于超硬材料与金属材料连接的技术领域，其特征在于是一种在高温金属Ta、Mo或Nb表面通过机械压 力 压制相应的金属粉体层，在 电场 激活作用下产生大量 焦 耳 热 ，在合成AlMgB14-TiB2 复合材料 的同时实现与金属材料的扩散反应形成连接的方法，该方法的优点在于电场作用促使界面之间元素的相互扩散，有利于提高连接界面的强度。更为重要的是一步实现了超硬材料的合成及其与金属材料的连接，具有制备效率高和 能源 利用率高的特点。，下面是超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法专利的具体信息内容。
1.超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法，其特征在于是一种超硬材料AlMgB14-TiB2合成的同时同步实现了与金属材料的连接的方法，该方法是将被连接的金属材料作为金属基板，直接在高温金属基板表面压制相对应的混合粉体，通过电场作用使得AlMgB14-TiB2超硬材料烧结合成复合材料的同时与金属基板板材产生扩散，同时形成扩散层，实现复合材料与金属的连接，由金属基板到AlMgB14-TiB2超硬材料依次是金属基板--B元素的扩散层--TiB2富聚带--AlMgB14-TiB2超硬材料，其中B向金属基板的扩散剧烈，扩散厚度为120μm，TiB2富聚带宽度为70μm，连接界面的硬度呈梯度分布，其中金属基板的硬度为110HV0.2，B的扩散层的硬度为120HV0.2，TiB2富聚带硬度为2211HV1.0,，AlMgB14-TiB2超硬材料的硬度为3801HV1.0，具体操作步骤为：在上电极（1）和下电极（2）之间放置石墨模具（5）、压头（3）和压头（4），将试样金属基板（7）以及金属基板上面压制的混合粉体（8）放于石墨模具中，再将石墨模具置于两石墨压头之间并施加轴向压力（9），炉-2 -3
内真空抽至10 ~10 Pa后，接通电源调节电流到预定值将试样加热到1200~1600℃，并保温
10~40min，连接完成后将电流缓慢减小至零，试样随炉冷却至室温，试验过程中采取的工艺参数为：电流I=1000~1500A，通电时间t=20~40分钟，压力P=30~60MPa。
2.按照权利要求1所述的超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法，其特征在于所述的超硬材料AlMgB14-TiB2是由混合粉体燃烧反应形成的，混合粉体为Mg粉、Al粉和B粉按照原子百分比1:1:14的比例混合，TiB2粉作为添加剂，重量百分比为10~30%，粉体的颗粒尺寸为1~15μm，粉体烧结后形成AlMgB14-TiB2超硬材料。
3.按照权利要求1所述的超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法，其特征在于所述的反应扩散连接是在电场作用下，置于金属基板表面的压制混合粉体产生烧结反应，反应过程的化学方程式为：
Al+Mg+14B→AlMgB14+Q
2B+Nb→NbB2+Q
2B+Mo→MoB2+Q
2
所加电场的电流密度为1000~1500A/cm,制备过程中试样的温度相应为1200~1600℃。
4.按照权利要求1所述的超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法，其特征在于上述的超硬材料为AlMgB14与TiB2的复合材料，被连接金属材料为Nb、Mo或Ta高温金属材料。
超硬材料铝镁硼-二硼化钛与金属的反应扩散连接方法
技术领域
背景技术
发明内容
2B+Nb→NbB2+Q
2B+Mo→MoB2+Q
2
所加电场的电流密度为1000~1500A/cm,制备过程中试样的温度相应为1200~1600℃。
1.在金属基板压制相应的混合粉体，通过电场加热产生反应形成扩散反应连接，利用B元素原子半径小的特点促进界面扩散反应。
6、直流电源 7、金属基板 8、混合粉体 9、轴向压力。
Nb板厚度为3mm，混合粉体Mg粉、Al粉和B粉按原子百分比1:1:14混合，添加重量百分比为20%的TiB2粉体，将此混合粉体同Nb板通过机械压力压制成型。按图1所示方式将试样置于电极之间的石墨模具内，将电流升至1300A保持20min，使试样温度升至
1400℃，调整电流保温10 min，最后关闭电源，试样随炉冷却至室温。整个过程炉内真空度-3
约2×10 Pa，施加单向压力30MPa，试样自然冷却后从模具中取出，超硬材料AlMgB14-TiB2的硬度为3801HV1.0 。
5 min，最后关闭电源，试样随炉冷却至室温。整个过程炉内真空度约2×10 Pa，施加单向压力60MPa，试样自然冷却后从模具中取出，超硬材料AlMgB14-TiB2的硬度为3778HV1.0。
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