Ti-Mo吸气材料注射成形脱脂工艺的研究

采用粉末注射成形技术制备 Ti-Mo 合金吸气材料。研究了脱脂工艺对坯体质量、微观结构及其元件性能的影响。讨论了化学脱脂中的溶剂、温度、时间对坯体脱脂率的影响,较优的脱脂溶剂为三氯乙烯,在脱脂温度为50℃、脱脂时间为6 h 条件下,脱脂率达71.55%；通过DTA/TG曲线对热脱脂工艺进行了优化,确定了热脱脂工艺参数为室温-120℃,升温速率10℃/min；120～230℃,升温速率5℃/min；230～500℃,升温速率2℃/min,保温60 min；再经过800℃烧结工艺,制备出性能优异的 Ti-Mo 吸气剂元件,吸气性能特征为S10=738.5 mL/s,Q120=995.6 Pa·mL。

Ti-Mo吸气材料的表面改性及其选择性吸气性能研究

为了实现真空器件内微量气体的选择性控制,提升吸气剂在复杂气氛环境下的适用性,采用化学镀方法将Ni沉积在Ti-Mo粉体表面制备出Ni/Ti-Mo粉体,并通过粉末冶金压制和热处理烧结工艺制备了对H2和O_(2)具有选择性吸收性能的Ni/Ti-Mo吸气材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)对Ni/Ti-Mo粉体的表面形貌及成分进行表征,结果表明:化学施镀45 min后的Ni/Ti-Mo粉体,颗粒表面Ni层与Ti-Mo基体间贴合良好,Ni对Ti-Mo的包覆效果较好,且游离非包覆态Ni含量较少。进一步对经过不同温度热处理后Ni/Ti-Mo压制样品进行XRD和SEM表征,结果表明:当热处理温度超过400℃时,Ni原子将向Ti颗粒内部扩散,当热处理温度达到970℃时,Ni原子将扩散到Ti颗粒芯部,材料主相由Ti, Ni相逐渐转变为Ti2Ni相。对不同温度热处理后样品进行吸气性能测试,结果表明:Ni的引入能有效提高Ti-Mo材料的吸氢阻氧能力,870℃热处理10 min后Ni/Ti-Mo样品与无镀Ti-Mo样品相比,10 min对H2的吸收速率提升了34%,对O_(2)的吸收速率下降了54%,具有良好的吸氢阻氧性能。