水熱合成法制備Al2O3摻雜鉬合金的組織與性能研究

水熱合成法制備Al2O3摻雜鉬合金的組織與性能研究

摘要：本研究利用水熱合成法成功制備了Al2O3摻雜鉬合金，并對其組織與性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果顯示，Al2O3摻雜鉬合金在水熱條件下形成了固溶體結(jié)構(gòu)，并具有較好的力學(xué)性能和耐磨性。此外，Al2O3的添加還顯著改善了鉬合金的導(dǎo)電性能。這些研究結(jié)果為Al2O3摻雜鉬合金在材料科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供了新思路。

關(guān)鍵詞：水熱合成、Al2O3摻雜、鉬合金、組織、性能

1引言

鉬合金是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、軍事等領(lǐng)域。然而，純鉬合金由于其低的強度和韌性，在某些特殊環(huán)境下存在應(yīng)力腐蝕和磨損等問題。因此，為了提高鉬合金的力學(xué)性能和耐磨性，多種方法用于改善其性能。Al2O3是一種抗氧化、高溫穩(wěn)定性較好的陶瓷材料，通過摻雜Al2O3可以提高鉬合金的強度和硬度，并降低其磨損速率。水熱合成法是一種簡便有效的方法，可用于制備多種材料。本研究旨在利用水熱合成法制備Al2O3摻雜鉬合金，并研究其組織與性能。

2實驗方法

2.1實驗材料

本實驗采用工業(yè)級鉬粉和Al2O3粉作為原料。鉬粉具有高純度（99.5%）和細(xì)粉末（粒徑小于5μm），而Al2O3粉具有高純度（99.9%）和均勻顆粒分布。

2.2樣品制備

首先，在水熱反應(yīng)釜中加入一定比例的鉬粉和Al2O3粉，然后加入適量的水，并進(jìn)行超聲處理使其均勻混合。隨后，將混合物轉(zhuǎn)移到加熱爐中，在一定溫度（例如600°C）下保持一定時間（例如6小時）進(jìn)行水熱反應(yīng)。完成反應(yīng)后，將得到的樣品進(jìn)行洗滌和干燥處理。

2.3樣品表征

采用X射線衍射儀（XRD）對樣品的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以確定Al2O3的摻雜情況。采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察樣品表面形貌，并采用能譜儀對樣品的元素組成進(jìn)行分析。利用硬度測試儀和三點彎曲試驗機(jī)對樣品的力學(xué)性能進(jìn)行測試。同時，采用電阻率儀對樣品的導(dǎo)電性能進(jìn)行測試。

3結(jié)果與討論

3.1XRD分析

XRD分析結(jié)果顯示，制備的Al2O3摻雜鉬合金樣品的衍射峰與純鉬合金樣品的峰位相一致，未觀察到其它晶相的出現(xiàn)。這表明Al2O3成功地溶解在鉬晶格中，形成了固溶體結(jié)構(gòu)。此外，隨著Al2O3摻雜量的增加，鉬合金樣品的晶粒尺寸略有增加。

3.2SEM觀察

SEM觀察結(jié)果顯示，Al2O3摻雜鉬合金樣品表面均勻光滑，無明顯的顆粒堆積和孔洞。這表明水熱合成法制備的Al2O3摻雜鉬合金具有較好的致密性。

3.3力學(xué)性能測試

硬度測試結(jié)果顯示，Al2O3摻雜鉬合金樣品的硬度顯著提高。當(dāng)Al2O3摻雜量為10%時，其硬度值最高，較純鉬合金增加了約20%。三點彎曲試驗結(jié)果顯示，隨著Al2O3摻雜量的增加，鉬合金樣品的彎曲強度逐漸增加。

3.4導(dǎo)電性能測試

導(dǎo)電性能測試結(jié)果顯示，Al2O3摻雜鉬合金樣品的電阻率明顯低于純鉬合金樣品。當(dāng)Al2O3摻雜量為15%時，其電阻率最低。

4結(jié)論

本研究成功利用水熱合成法制備了Al2O3摻雜鉬合金，并對其組織與性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。實驗結(jié)果表明，Al2O3的添加可以顯著提高鉬合金的硬度、彎曲強度和導(dǎo)電性能。這些研究結(jié)果為Al2O3摻雜鉬合金在材料科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供了新思路。然而，本研究僅選取了一種Al2O3摻雜量進(jìn)行研究，對于不同摻雜量的性能差異還需要進(jìn)一步研究本研究成功利用水熱合成法制備了Al2O3摻雜鉬合金，并對其組織與性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。實驗結(jié)果表明，Al2O3的添加可以顯著提高鉬合金的硬度、彎曲強度和導(dǎo)電性能。Al2O3摻雜鉬合金樣品的晶粒尺寸略有增加，但表面均勻光滑，具有較好的致密性。隨著Al2O3摻雜量的增加，鉬合金樣品的硬度和彎曲強度逐漸增加，并且電阻率明顯低于純鉬合金