[發(fā)明專利]核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦及鈦合金復(fù)合粉體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711067387.2
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107824786B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊亞鋒;李少夫;朱慶山;譚沖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C16/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 喻穎

1.一種核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，所述核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體以鈦或鈦合金粉體為核，以石墨顆粒、碳納米管、碳納米棒、無定形碳中的一種或者多種碳物質(zhì)為殼；

其中，所述核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體的制備方法包括以下步驟：

(1)將除氧劑加入除氧系統(tǒng)中的柱形石英流化床中，將粉體原料加入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的套式石英流化床中，連接反應(yīng)氣控制系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)和化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，檢查反應(yīng)裝置的氣密性，然后通入高純惰性氣體排盡裝置里的空氣；其中，所述除氧劑為氫化脫氫鈦粉，所述粉體原料為氫化脫氫鈦粉或者氫化脫氫鈦合金粉體，粉體原料純度高于98％；

(2)除氧系統(tǒng)中的流化床和化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的流化床放入各自的達到預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度的加熱設(shè)備中，穩(wěn)定后減小惰性氣體流量，同時按照配比通入高純乙炔和高純氫氣進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)；

(3)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)后，停止通高純氫氣和高純乙炔，同時提高惰性氣體的氣速，穩(wěn)定后取出兩個流化床，冷卻至室溫，取出化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的流化床中的碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體并存放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(1)中，所述除氧劑的粉體粒度為50～150μm；所述粉體原料的粉體粒度為30～150μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(1)中，所述高純惰性氣體為氦氣、氖氣或氬氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(1)中，所述高純惰性氣體的純度高于99.9999％，高純惰性氣體的通入氣速為300～800sccm，排氣時間為30～60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(2)中，所述除氧系統(tǒng)中的加熱設(shè)備的預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度為450～550℃，所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的加熱設(shè)備的預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度為500～700℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(2)中，所述高純乙炔和高純氫氣的純度均高于99.9999％；高純乙炔、高純氫氣和高純惰性氣體混合氣的總氣速為300～800sccm，混合氣中高純乙炔：高純氫氣：高純惰性氣體的體積比＝(1～10)：(0～1)：(2～100)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(3)中，所述高純惰性氣體的氣速為300～800sccm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體，其特征在于，步驟(3)中，所述核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體的粒度為30～150μm；所述碳物質(zhì)占所述核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體總重量的0.1％～3.0％。

9.一種核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將除氧劑加入除氧系統(tǒng)中的柱形石英流化床中，將粉體原料加入化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的套式石英流化床中，連接反應(yīng)氣控制系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)和化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，檢查反應(yīng)裝置的氣密性，然后通入高純惰性氣體排盡裝置里的空氣；其中，所述除氧劑為氫化脫氫鈦粉，所述粉體原料為氫化脫氫鈦粉或者氫化脫氫鈦合金粉體，粉體原料純度高于98％；

(2)將除氧系統(tǒng)中的流化床和化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的流化床放入各自的達到預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度的加熱設(shè)備中，穩(wěn)定后減小惰性氣體流量，同時按照配比通入高純乙炔和高純氫氣進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)；

(3)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)后，停止通高純氫氣和高純乙炔，同時提高惰性氣體的氣速，穩(wěn)定后取出兩個流化床，冷卻至室溫，取出化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的流化床中的核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體并存放；其中，所述核殼結(jié)構(gòu)碳包覆鈦或鈦合金復(fù)合粉體的外部包覆層是由納米石墨顆粒、碳納米管、碳納米棒、無定型碳中的一種或多種碳物質(zhì)組成。