[发明专利]元素掺杂的Si-Cr-M固溶体粉末及其制备方法

摘要

本发明公开了一种元素掺杂的Si‑Cr‑M固溶体粉末及其制备方法，其制备方法为：将质量百分比为10~85％的Si、5~15％的Cr和5~80％的过渡元素M放入真空度为真空烘箱中烘烤温度低于150℃，烘烤时间不少于3小时，然后随炉降温至50℃以下取出待用；再选用高纯石墨坩埚，将经烘烤的部分单晶硅原料放入高纯石墨坩埚底部，中部放入金属铬，上部放入单晶硅和金属M；再用真空感应炉熔炼，充分熔化后浇铸得到合金浇铸料；再将浇铸料破碎成粒度小于75μm的合金粉末，将该粉末通过高能球磨50~100h，获得合金粉末。该方法可获得的Si‑Cr‑M固溶体粉末，操作简单，生产周期短，能耗低，易于实现工业化生产。

主权项

1.一种元素掺杂的Si‑Cr‑M固溶体粉末，其特征在于：以质量百分比计，含有75～85％的单晶硅组分、5～15％的金属Cr组分和5～15％的金属M组分，其中金属M组分为过渡族元素Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Mo、W、Sg、Mn、Tc、Re、Bh、Fe、Ru、Os、Hs、Co、Rh、Ir、Mt、Ni、Pd、Pt、Ds、Au和Ag中的任意一种金属、任意几种金属的合金或任意几种金属单质的混合物；所述元素掺杂的Si‑Cr‑M固溶体粉末采用如下制备方法制成，包括以下步骤：a.以质量百分比计，将75～85％的单晶硅、5～15％的金属Cr和5～15％的金属M作为原料，分别放入真空度为500～5000Pa的真空烘箱中，控制烘烤温度低于150℃，烘烤时间不少于3小时，然后随炉降温至50℃以下，将烘烤处理后的各原料取出待用；b.选用高纯石墨坩埚，将经过所述步骤a烘烤处理的部分单晶硅原料放入石墨坩埚的底部，在石墨坩埚的中部放入金属Cr原料，在石墨坩埚的上部放入剩余的单晶硅原料和金属M原料，在石墨坩埚中对原料进行分层布料；c.采用真空感应炉熔炼方法，对在所述步骤b中石墨坩埚中的原料进行熔炼制备合金熔体，然后将熔化后的合金熔体浇铸，凝固后得到Si系合金浇铸料；d.将在所述步骤c中制备的浇铸料破碎成粒度小于75μm的复合材料粉末，再将复合材料粉末进行高能球磨50～100h，获得Si‑Cr‑M固溶体粉末。