二硅鉬棒作為高溫電熱元件的重要材料,其加工工藝涉及多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要特別關(guān)注。首先要從原料配比開始,采用高純度硅粉(Si含量≥99.5%)和鉬粉(Mo含量≥99.9%)按照特定比例混合,特別注意要嚴格控制氧含量(通常<0.5%),這對最終產(chǎn)品的耐高溫性能有決定性影響?;旌线^程需要在惰性氣體保護下進行,通常選用氬氣作為保護介質(zhì),避免原料氧化影響材料性能。
成型階段通常采用等靜壓工藝,壓力控制在150-200MPa范圍內(nèi),這種工藝能確保材料密度均勻分布。在冷等靜壓成型后,還需要進行預燒結(jié)處理,溫度一般控制在1200-1400℃之間,這是為了初步形成Si-Mo鍵合結(jié)構(gòu)。值得注意的是,升溫速率必須嚴格控制在5-10℃/分鐘,過快會導致內(nèi)部應力集中,影響成品質(zhì)量。
高溫燒結(jié)是整個工藝中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),需要在真空或氫氣保護環(huán)境下進行,溫度高達1600-1800℃。這個階段會持續(xù)6-8小時,讓硅和鉬充分反應生成穩(wěn)定的二硅化鉬(MoSi2)相。特別要關(guān)注的是燒結(jié)后的冷卻過程,必須采用階梯式降溫方式,從燒結(jié)溫度先降至1000℃保持1小時,再降至室溫,這樣能有效避免熱應力導致的開裂問題。
后續(xù)加工包括機械加工和表面處理兩個主要步驟。機械加工時需要使用金剛石工具,因為二硅鉬材料硬度很高(顯微硬度HV可達1200-1400)。表面處理通常采用噴砂或酸洗工藝,目的是去除加工過程中產(chǎn)生的表面缺陷,提高元件在高溫使用時的抗氧化能力。最終的成品還需要經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢測,包括密度測試(應達到理論密度的95%以上)、電阻率測量(0.25-0.35Ω·cm)以及高溫抗氧化性能測試。