氧化钇弥散强化钨基复合材料的制备及其性能评价

谈 军，周张健，钟 铭，骆学广，屈丹丹

（1.北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083；2.北京天龙钨钼科技有限公司，北京 101117）

钨及其合金具有高熔点、高热导率、高密度、低热膨胀系数、优良的耐蚀性、优异的抗热冲击和抗中子辐照性能以及热电子发生能力强等性能，从而在航空航天、核工业、电子、化工等领域得到广泛的应用［1-3］。然而，由于W具有低温脆性，界面结合力小、较高的韧脆转变温度、低的再结晶温度以及辐照硬化和脆化等特性，从而限制了钨的广泛应用［1］。

氧化物（ThO2［4］，La2O3［5-6］，HfO2［7］，Y2O3［7-9］等）熔点高，高温稳定性好，且它们在钨基体中的固溶度小，因而常常被用作钨的弥散强化相。在烧结过程中，弥散相的钉扎效应阻碍了高温回复及再结晶过程，提高了再结晶温度，抑制了钨晶粒的长大，从而提高钨合金的高温强度和蠕变性能，改善钨的低温延性，降低了钨的韧脆转变温度。在细化晶粒和促进材料致密化上，Y2O3是最佳的氧化物弥散强化相，它能显著的细化W晶粒和提高钨合金的穿甲和自锐化能力［7，10］。

研究表明，随着Y2O3含量的增加，钨合金在高温固相烧结时产生部分液相，从而促进了钨的烧结致密化，进而提高了钨的力学性能。当Y2O3的添加量为5％（质量分数）时，W的晶粒可细化至3.7μm［7-8］。但当Y2O3含量过高时，W-Y2O3合金的高温力学性能显著降低，从而限制了钨在高温结构材料方面的应用［9］。此外，由于钨对氧具有较高的敏感性，钨粉体及其制备工作过程中引入的氧极易引起钨的脆化，为了降低钨中的氧。……