大尺寸钼-铌合金单晶的研制.pdf

第34卷 第12期 稀有金属材料与工程 、bI．34．No12 2005年 12月 Dec∞b口2005 大尺寸钼一铌合金单晶的研制 张清，李中奎，郑玉柱， 张军良，胡忠武，张廷杰，殷涛，丁学峰，丁旭 (西北有色金属研究院，陕西西安710016) 摘要：报道了∞1mmx500mm大尺寸定向生长钼．铌合金单晶的研制情况，介绍了原料选用与制各时所必需遵循的原 则，论述了坯料直径与牛睦单晶直径的关系，并分析了所研制的定向牛单晶的晶向偏角、力学性能和组织结构。 关键词：钼一铌台淦单晶；电子束悬浮区域熔炼(EBFzM)；单晶组织 146．4 中图法分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1002-185x(2005)12一1948—04 2．3 电子束悬浮区域熔炼(EBFzMl 1 前言 2．3．1 EBFzM设备简介 空间热离子反应堆的热离子燃料元件发射极要求 本实验所采用的屯子束悬浮区域熔炼设备是由一 在1600℃以上、强中予辐照、高温饱利铯蒸汽的环境 台20kw电子束炉改装而成(包括真空系统和高压电 下长期运行，并要求燃料元件发射极既要承受高温， 源系统)。基本结构与常规电子束炉相同。炉子的主要 又必须保持最小的变形和稳定的热电子发射性能。在 工作参数见表1。 这样严格的条件下，只有钼基合金和钨基合金能够满 足要求。由于单晶材料具有更加稳定的显微组织，比 表1 20kw电子束轰击炉主要工作参数 较低的蠕变速度以及与核燃料优良的相容性，因此各 20kW Designpower 国均选用台金化难熔金属单晶来制作发射极旷”。 Ut肿stvacuum 1x10。3Pa 铌与钼是无限固溶体，若要提高钼单晶的高温蠕 vacuuⅢ 2~4×10。Pa Running 变强度，铌可作为钼的一种较佳的强化剂【4】。我国在 fnvacuum 5000L，mi“ PumpiⅡgvelocity 钼．铌合金单晶方面尚未开展过系统的研究，目前航天 Dimensionof mm singIe—cry咖l 矿20mm～矿40 所用材料主要依赖进LJ。 本实验研究了钼．铌台金单晶的制备工艺，分析了 2．3．2 Mo_Nb合金单晶的拉制 从原料制各到拉制单晶过程中应注意的主要问题，并研 图1为区熔堆积法生长单晶示意图。电子枪固定 制出目前国内最大尺寸的定向生长的铡．铌合金单晶。 不动，原料棒1，籽晶5均可自旋及上、下运动。将 2实验 2．1工艺流程 钼粉+铌粉斗混合_压制_烧结+_次电子束熔 炼_挤压_+锻造_外圆磨斗区熔堆积法拉制单晶+性 能检测。 2 2原料制备 按工艺流程，选用高纯的M01，Nbl粉，经充分 混合后压制成形，经真空感应烧结制成烧结条，将烧 结条经二次电子束熔炼制成熔