[發(fā)明專(zhuān)利]一種金屬粉體材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910130592.1
• 申請(qǐng)日: 2019-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111590084B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉麗
• 主分類(lèi)號(hào): B22F9/16
• 分類(lèi)號(hào): B22F9/16;C22C3/00
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33250
• 代理人: 李麗華

本發(fā)明涉及一種金屬粉體材料的制備方法。通過(guò)合金熔體的快速凝固技術(shù)制備含有不同化學(xué)反應(yīng)活性的基體相與彌散相的合金薄板。通過(guò)合金薄板與酸溶液的反應(yīng)制備金屬粉體，詳細(xì)制備方法見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。該方法工藝簡(jiǎn)單，可以制備包括納米級(jí)，亞微米級(jí)以及微米級(jí)的不同形貌的多種金屬粉體材料，在催化、粉末冶金、3D打印等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及具有微納米粒徑的金屬粉體材料的制備方法。

背景技術(shù)

微納米粒徑的金屬粉體，由于具有特殊的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)，量子隧道效應(yīng)以及庫(kù)侖阻塞效應(yīng)等，在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化等方面表現(xiàn)出諸多與傳統(tǒng)材料不同的奇特性能，因此被廣泛地應(yīng)用于光電子器件、吸波材料、高效催化劑等多個(gè)領(lǐng)域。

目前，超細(xì)金屬粉體的制備方法從物質(zhì)的狀態(tài)分有固相法、液相法和氣相法。固相法主要有機(jī)械粉碎法、超聲波粉碎法、熱分解法、爆炸法等。液相法主要有沉淀法、醇鹽法、羰基法、噴霧熱干燥法、冷凍干燥法、電解法、化學(xué)凝聚法等。氣相法主要有氣相反應(yīng)法、等離子體法、高溫等離子體法、蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法等。雖然超細(xì)金屬粉末的制備方法有很多種，但每種方法都有一定的局限性。例如，液相法的缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、成本高和工藝復(fù)雜等。機(jī)械法的缺點(diǎn)是在制取粉末后存在分級(jí)困難的問(wèn)題，且產(chǎn)品的純度、細(xì)度和形貌均難以保證。旋轉(zhuǎn)電極法和氣體霧化法是目前制備高性能金屬及合金粉末的主要方法，但生產(chǎn)效率低，超細(xì)粉末的收得率不高，能耗相對(duì)較大；氣流磨法、氫化脫氫法適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，但對(duì)原料金屬和合金的選擇性較強(qiáng)。因此，開(kāi)發(fā)新的超細(xì)金屬粉體材料的制備方法，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、易于操作的微納米粒徑的金屬粉體的制備方法。

本發(fā)明提供一種金屬粉體材料的制備方法，其包括以下步驟：

提供合金薄板，其中，該合金薄板的成分為M_aN_b，M選自Mg、Ca、Li、Na、K、Ba、Al、Co、Cu、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一種，N選自W、Cr、Mo、V、Ta、Nb、Zr、Hf、Ti中的至少一種，a、b代表對(duì)應(yīng)組成元素的原子百分比含量，且0.1％≤b≤45％，a+b＝100％，該合金薄板的微觀組織由成分為M的基體相以及成分為N的彌散顆粒相組成；

將所述合金薄板與酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，使成分為M的基體相與酸溶液的H⁺反應(yīng)變成金屬離子進(jìn)入溶液，成分為N的彌散顆粒相脫離出來(lái)，即得到金屬N粉體材料。

進(jìn)一步的，該合金薄板通過(guò)以下方式得到：

按照配比稱(chēng)取金屬原料；

將所述金屬原料充分熔融得到金屬熔體；

將金屬熔體通過(guò)快速凝固方法制備成所述合金薄板，其中，所述金屬熔體的凝固速率為0.1K/s～10⁷K/s。

進(jìn)一步的，所述合金薄板的厚度為5μm～20mm。

進(jìn)一步的，所述金屬N的彌散顆粒相的顆粒形狀包括枝晶形、球形、近球形、方塊形、餅形、棒形中的至少一種，顆粒大小為2nm～500μm。

進(jìn)一步的，所述酸溶液中酸為硫酸、鹽酸、硝酸、高氯酸、磷酸、醋酸、草酸、甲酸、碳酸、葡萄糖酸、油酸、聚丙烯酸中的至少一種，所述酸溶液中溶劑為水、乙醇、甲醇或者三者以任意比例混合的混合物。

進(jìn)一步的，所述酸溶液中酸的摩爾濃度為0.001mol/L～10mol/L。

進(jìn)一步的，所述將合金薄板與酸溶液進(jìn)行反應(yīng)的步驟中，反應(yīng)時(shí)間為0.1min～300min，反應(yīng)溫度為0℃～100℃。