“氢气脱氧预烧结+放电等离子烧结”两步法制备低氧高致密超细晶钼

摘要

以超细钼粉（0.40μm）为原料，采用“氢气脱氧预烧结+放电等离子烧结”两段式烧结法制备了高致密超细晶钼。研究发现，通过在1000℃的氢气中预烧结2 h，超细钼粉中氧的质量分数从0.237%降低至0.066%。预烧结后形成了大量烧结颈，晶粒尺寸没有明显增大。将预烧结样品在1200℃下进行放电等离子烧结（SPS），烧结压力为50 MPa，烧结时间10 min。在放电等离子烧结过程中，样品经历了致密化烧结，相对密度达到了99.2%。由于放电等离子烧结温度较低（1200℃），钼晶粒没有出现显著生长，平均晶粒尺寸为0.88μm。得益于较低的氧含量、较高的相对密度、以及较小的晶粒尺寸，钼金属的维氏硬度和抗弯强度分别为HV 300和523 MPa。然而，降低放电等离子烧结温度至1100℃会导致样品烧结不充分，相对密度仅为91.3%，维氏硬度和抗弯强度分别降低至HV 215和343 MPa。提高放电等离子烧结温度至1300℃导致晶粒尺寸显著增大至6.95μm，维氏硬度和抗弯强度分别降低至HV 197和467 MPa。

关键词

预烧结 / 放电等离子烧结 / 纯钼 / 细晶 / 硬度 / 抗弯强度