[發明專利]一種銅鉻雙連續相材料的制備方法及銅鉻雙連續相材料

有效

• 申請號: 201910909477.4
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN112553495B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 邵軍超;金海軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C1/08;C22C9/00;C22C22/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種銅鉻雙連續相材料，其特征在于：該銅鉻雙連續相材料由富鉻相和富銅相組成，兩相界面結合良好，各相均在三維空間連續，都具有獨立開孔的微結構，并且在三維空間上都貫穿于整個材料，形成雙連續相的結構；

銅鉻雙連續相材料的制備方法包括以下步驟：

（1）準備固態的含鉻前驅體；

（2）將含銅金屬加熱至熔化，得到含銅金屬熔體；使含銅金屬熔化的加熱溫度低于所述含鉻前驅體熔點；所述含銅金屬熔體為純Cu熔體或銅合金熔體，所述銅合金熔體中Cu元素的含量≥50at.％；

（3）將固態含鉻前驅體浸入含銅金屬熔體中進行脫合金腐蝕反應；反應過程中，含鉻前驅體中能溶解于含銅金屬熔體的元素逐漸進入熔體中，含鉻前驅體中剩余的元素則在含鉻前驅體和含銅金屬熔體的界面處逐漸形成富鉻多孔相，同時富鉻多孔相的孔隙內充滿含銅金屬熔體；

（4）將富鉻多孔相及其孔隙中的金屬熔體進行凝固處理后，獲得所述銅鉻雙連續相材料；

步驟（1）中，所述含鉻前驅體由Cr元素、第Ⅰ元素和第Ⅱ元素組成，所述第Ⅰ元素能夠溶解于含銅金屬熔體中，所述第Ⅰ元素為Al、Au、B、Be、Ce、Ge、Hf、Ir、Mn、Ni、Os、P、Pd、Pt、Rh、Sb、Se、Si、Ti和Zr中的一種或幾種；所述第Ⅱ元素是指與含銅金屬熔體難混溶的元素，所述第Ⅱ元素為Co、Fe、Mo、Nb、Re、Ru、Ta、Tc、V和W中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：步驟（1）中，當所述含鉻前驅體中不含有第Ⅱ元素時，Cr元素的含量為20-80at.％，所述第Ⅰ元素為余量；當所述含鉻前驅體中含有第Ⅱ元素時，Cr元素與第Ⅱ元素的總含量為20-80at.％，所述第Ⅰ元素為余量，其中：Cr元素含量占Cr元素與第Ⅱ元素總含量的比例大于或等于50at.％。

3.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：步驟（1）中，采用熔煉鑄造或者粉末冶金工藝制備含鉻前驅體，所述含鉻前驅體為含鉻的合金、化合物或者非平衡相。

4.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：步驟（2）中，所述銅合金熔體中除Cu以外的其他元素為Al、Ag、Au、B、Be、Ba、Bi、Ca、Cd、Ce、Dy、Er、Eu、Ga、Gd、Ge、Hf、Ho、In、Ir、La、Lu、Mg、Mn、Nd、Ni、P、Pd、Pm、Pr、Pt、Pu、Rh、Sb、Sc、Se、Si、Sm、Sn、Tb、Te、Th、Ti、Tm、Y、Yb、Zn和Zr中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：步驟（3）中，脫合金腐蝕反應中，反應溫度與步驟（2）中熔化含銅金屬的加熱溫度相同，該加熱溫度低于含鉻前驅體熔點同時高于含銅金屬熔點，脫合金腐蝕反應的保溫時間為1min-10h；步驟（4）中，所述凝固處理在含銅金屬熔體中進行或者從含銅金屬熔體中取出而在外部進行凝固；該銅鉻雙連續相材料的制備應在真空或非氧化氣氛中進行，或在空氣氣氛中但有覆蓋劑保護含銅金屬熔體的情況下進行。

6.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：該銅鉻雙連續相材料的制備過程中，富鉻相的結構尺寸能夠通過調控步驟（3）中的反應溫度和保溫時間進行調整；反應溫度越高，富鉻相的結構尺寸越大；保溫時間越長，富鉻相的結構尺寸越大。

7.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：所制備的銅鉻雙連續材料中，富鉻相的體積分數和所含元素的含量通過調節含鉻前驅體的元素成分和含量進行控制；富銅相的成分和元素含量可通過控制含銅液態金屬熔體和含鉻前驅體的成分和含量進行控制。

8.根據權利要求1所述的銅鉻雙連續相材料，其特征在于：該銅鉻雙連續相材料，所述富鉻相和富銅相的結構尺寸為50nm~50μm，富鉻相的體積分數為20~80%。