一种基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体及其制备方法

技术特征：
1.一种基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钛粉或钛合金粉末与稀土硼化物陶瓷微粉混合，制得作为喷涂原料的复合粉末；2)采用冷喷涂方法对复合粉末进行加热加速处理，使复合粉末在保持固态的前提下高速撞击基体，形成稀土元素掺杂的冷喷涂钛沉积体；3)在保护气氛或真空条件下，对稀土元素掺杂的冷喷涂钛沉积体进行热处理，使得稀土元素掺杂的冷喷涂钛沉积体中稀土硼化物颗粒与钛或钛合金发生反应，在钛或钛合金颗粒界面形成弥散分布的稀土氧化物颗粒，即得到基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体。2.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述稀土硼化物陶瓷微粉的粉末粒径为1～5μm，复合粉末中稀土硼化物陶瓷微粉的质量百分比为1.5％～3％。3.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，钛粉选择纯钛或钛合金，粉末颗粒尺寸为15～60μm。4.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤2)中，制得的稀土元素掺杂的冷喷涂钛沉积体内钛或钛合金颗粒的扁平率不低于1.8。5.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤2)中，制得的稀土元素掺杂的冷喷涂钛沉积体的孔隙率小于2.0％。6.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述保护气氛为氩气或氦气，且o、n的含量低于50ppm。7.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，所述真空条件要求真空度低于0.1pa。8.根据权利要求1所述的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体的制备方法，其特征在于，步骤3)中，热处理温度为1000～1200℃，热处理时间为3～6h。9.采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制得的基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体，其特征在于，制备得到的高塑性冷喷涂纯钛沉积体，其延伸率可从0.8％提升至11.2％，冷喷涂tc4沉积体延伸率可从0.6％提升至7.2％。

技术总结
本发明公开了一种基于粒子界面氧元素分布调控的高塑性冷喷涂钛沉积体及其制备方法，属于材料工程技术领域，应用于冷喷涂钛与钛合金材料制备。首先，通过机械混合方式在冷喷涂钛或钛合金原料粉末中混入稀土硼化物陶瓷颗粒，稀土陶瓷颗粒均匀粘附于钛粉末表面，形成行星状复合粉末。其次，采用冷喷涂技术制备致密沉积体。最后，在真空或惰性气氛下对沉积体进行热处理，利用稀土元素对沉积体中粒子界面处氧化膜中氧元素的置换作用，使得不间断连续分布于粒子界面处的破碎氧化膜转变为团聚的稀土氧化物，以实现高塑性冷喷涂钛材的制备。该发明为使用冷喷涂方法制备高塑性金属材料提供了一种新的制备手段。提供了一种新的制备手段。提供了一种新的制备手段。


技术研发人员：雒晓涛 程锐鸿 李长久
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/4/29