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钽钨合金具有良好的室温加工性、耐腐蚀性、超耐温特性以及低蒸气压和高温下的低蒸发速率等优点,被广泛用于电子技术、航空航天技术、武器系统等重大工程领域。传统电子熔炼技术制备的钽钨合金,其晶粒粗大,轧制导致的各向异性明显。基于此,本文结合机械合金化和放电等离子烧结技术制备了高性能的钽钨合金材料。探讨了放电等离子烧结技术制备的钽及钽钨合金的致密化影响机制、组织结构演化行为、工艺参数对合金力学性能的影响规律。取得如下研究成果:纯钽的放电等离子烧结快速致密化温度区间为800℃-1300℃,其收缩速率最大值在1100℃。当烧结温度从1500℃增至1900℃,致密度、晶粒尺寸逐渐增大,材料的抗拉强度、抗弯强度增大,显微硬度先增大后降低,试样断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。烧结过程中,对于低温/低有效应力指数n≈1.6,纯Ta烧结的表观活化能为107.01KJ/mol,其致密化机制是晶界滑移联动的一系列界面反应和晶界扩散;对于高温/高有效应力指数,当n=3.1时致密化机制为位错攀移,且其位错源密度与有效应力相关;当n=4.1时致密化机制仍然是位错攀移,但位错源密度与有效应力无关。在轴向压力为35Mpa,炉腔真空度小于10Pa的条件下,以100℃/min的升温速率,从室温升至700℃,保温5min,再升温至1200℃,保温5min,随后升温到1600℃,保温5min,最后随炉冷却至室温,纯钽试样呈现优异的室温延展性,其抗拉强度为325.3Mpa,极限抗弯强度338.83Mpa。Ta-2.5wt%W、Ta-5wt%W、Ta-7.5wt%W、Ta-10wt%W的混合粉末在烧结温度1600℃下能够实现合金化,形成致密度最高可达94.3%的钽钨固溶体。发现随着钨含量的增加合金致密和晶粒尺寸呈下降趋势,显微硬度和合金强度增强,塑性下降。Ta-10wt%W合金脆性增大,其抗拉强度693.41Mpa,抗弯强度749.25Mpa。综合分析了机械合金化对Ta-10wt%W复合粉末的影响,得出了预合金粉末制备的优化工艺。机械合金化能提高粉末烧结性,细化晶粒,提高合金力学性能,合金烧结致密度最高可达98.5%,室温极限压强度可达2239Mpa,其在1000℃下的抗拉强度是214Mpa。