[發明專利]一種寬溫域高強度線彈性的金屬納米材料及其制法與應用

有效

• 申請號: 201710360790.8
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107177756B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 郝世杰;孫震;孔祥廣;康根發;崔立山
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22F1/10;B21C1/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾;姚亮

1.一種金屬納米材料，該金屬納米材料為絲材，其中，以該金屬納米材料的總量計，其是由原子比為(0.8:1)-(0.9:1)的Ti元素和Ni元素組成，Ti和Ni兩種元素的原子百分數之和為100％；該金屬納米材料為馬氏體態NiTi納米材料且其由均勻分布的NiTi納米晶組成，其馬氏體態NiTi由擇優取向的馬氏體變體組成。

2.根據權利要求1所述的金屬納米材料，其中，所述NiTi納米晶的平均晶粒直徑為10～200nm。

3.根據權利要求2所述的金屬納米材料，其中，所述NiTi納米晶的平均晶粒直徑為20～150nm。

4.權利要求1-3任一項所述的金屬納米材料的制備方法，其中，以Ti、Ni金屬單質為原料，該制備方法依次包括：熔煉鑄錠、均勻化退火處理、熱鍛成型、塑性加工、晶化退火處理及單軸拉伸變形處理得所述金屬納米材料；

其中，所述塑性加工為：

對熱鍛成型后的型材進行熱拔處理，隨后對熱拔絲材進行退火處理，最后再進行冷拔處理得絲材，或對熱鍛成型后的型材進行冷拔和退火交替處理得絲材，且控制冷拔變形量不小于50％；

所述單軸拉伸變形處理為：

對經晶化退火處理后的絲材進行至少一次單軸拉伸加載-卸載循環變形處理，并控制拉伸變形量不小于10％。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，控制冷拔變形量為50％～80％。

6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其中，控制拉伸變形量為10％～14％。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其中：

所述熔煉鑄錠為：按照所述金屬納米材料的成分配比選取純度在99wt.％以上的單質鎳、鈦；

將選取的單質鎳、鈦放入真空度高于10^-1Pa或惰性氣體保護的熔煉爐中進行熔煉，然后進行澆鑄，得到NiTi二元合金鑄錠；

所述均勻化退火處理為：在真空度高于10^-1Pa的真空中或惰性氣體保護中對該NiTi二元合金鑄錠進行均勻化退火處理；

所述熱鍛成型為：將均勻化退火處理后的鑄錠進行熱鍛成型。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其中，對該NiTi二元合金鑄錠進行均勻化退火處理的溫度為900～1000℃，時間為5～50小時。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其中，對均勻化退火處理后的鑄錠進行熱鍛成型的溫度為800～900℃。

10.根據權利要求7所述的制備方法，其中，所述晶化退火處理是在真空度高于10^-1Pa的真空中或惰性氣體保護中進行的，晶化退火溫度為350～500℃，時間為5～20分鐘。

11.權利要求1-3任一項所述的金屬納米材料作彈性材料在制備驅動器件、機械能存儲器件、彈簧器件中的應用。