[發明專利]一種雙峰納米多孔非晶合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201910053459.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109576610B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 秦春玲;朱墨;王志峰;張山;李永艷
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種雙峰納米多孔非晶合金及其制備方法。所述的非晶材料具有雙峰納米多孔結構，元素組成為Y_αTi_βCo_γAl_η，各元素的原子百分數為3.31≤α≤5.58，50.35≤β≤52.67，19.79≤γ≤20.46，23.56≤η≤24.28，且α+β+γ+η＝100。制備方法以Y₂₈Ti₂₈Co₂₀Al₂₄雙相非晶合金為前驅體，自由脫合金法制得多孔非晶合金骨架，經過二次脫合金制備出具有多級孔洞結構的雙峰納米多孔非晶合金。解決了當前多孔非晶合金制備中技術復雜，整體工藝周期長，設備復雜且設備造價高，產量低，產品孔隙結構單一，孔尺寸大，孔隙率低，比表面積低等不足。

技術領域：

本發明涉及納米多孔材料技術領域，具體地說是一種雙峰納米多孔非晶合金及其制備方法。

背景技術：

近年來，納米多孔非晶合金，作為一種新型的多孔金屬，因其結合了多孔金屬與非晶合金的雙重特性而被人們所關注。晶體材料的原子結構具有在三維空間的周期性重復排列，而非晶材料的原子排列表現出短程有序長程無序的特點。這種結構上的不同，使納米多孔非晶合金展現出不同于傳統納米多孔金屬的特殊性質。根據報道，Zr-Co-Al多孔非晶合金的儲氫性能是同成分Zr-Co-Al塊體非晶合金和多孔金屬的數倍，表明納米多孔非晶合金在功能材料領域具備很大的開發潛力。開發更多成分和結構的納米多孔非晶材料是當前的熱點課題。

在先技術，公開號CN106676619A“一種金屬玻璃納米多孔結構的制備方法”，該專利通過電化學脫合金的方式，制備出僅在表面具有納米多孔結構的Zr基金屬玻璃。由于該材料僅在表面形成納米多孔結構，內部依然為非晶合金基體，且所得孔結構為閉孔結構，因此材料孔隙率與比表面積較低。另外應用電化學脫合金法造成材料制備過程復雜，設備成本加大，且產量較低。

在先技術，公開號CN101984104A”一種生物醫用塊體多孔非晶合金的制備方法”，該專利使用霧化或機械合金化法制備非晶粉末與鎂合金粉末，用球磨機將非晶粉末與鎂合金粉末均勻混合2-5h，最后用化學腐蝕的方法去除材料中的鎂合金顆粒，從而得到所需的多孔非晶合金，該發明制備工藝復雜，生產效率低，對設備、材料，能源要求較高，不適合應用于大規模工業化生產，所得多孔結構尺寸受原材料顆粒影響較大，不易調控孔結構的尺寸，且無法制備納米尺度的多孔非晶合金。

在先技術，CN104399978A公開了一種大尺寸復雜形狀多孔非晶合金零件的3D成形方法，通過行星球磨機高能球磨45h得到金屬粉末，然后應用3D打印技術制備多孔非晶合金。所制備的多孔材料孔徑較大僅能達到50～500μm，限制了其產品在功能領域的應用。該工藝總周期較長，對設備要求非常高，且工藝過程需要精密控制，增加了對設備先進性和對操作人員技術水平的要求。

在先技術，論文Scripta Materialia 55(2006)1063-1066公開了一種Ti基多孔非晶合金的制備方法。該方法應用脫合金法，在0.1M HNO₃中通過電化學脫合金30min或自由脫合金24h將Y₂₀Ti₃₆Al₂₄Co₂₀雙相非晶合金中的富Y相選擇性溶解，從而保留富Ti相作為納米多孔非晶合金骨架。該方法制備的納米多孔Ti基非晶合金為典型的開孔結構，但并沒有表現出雙峰特征，且孔隙率較低，作為功能材料的應用受到極大限制。該論文中應用自由脫合金法處理樣品時間較長，而電化學脫合金法樣品制備量小，均不適用于工業化生產。

發明內容：