[發明專利]逐層凝固制備RTx--M復合材料的方法、裝置和工藝

在審

• 申請號: 202010191398.7
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111266541A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 謝鯤;岳麗杰;夏鵬成;曹梅青;譚云亮
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B22D11/01
• 分類號: B22D11/01;B22D11/11;B22D11/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

1.一種逐層凝固制備RTx--M復合材料的方法，其特征是，向RM合金液體的液面通入含有T元素的氣體，液面的RM合金液體與氣體進行選擇反應生成RTx，同時熔融的金屬M發生凝固，使得液面形成RTx--M固體膜，收集RTx--M固體膜獲得RTx--M復合材料；所述RM合金液體為熔融的金屬R和熔融的金屬M形成；所述選擇反應為R與T反應生成RTx的反應，M與T不反應；所述選擇反應的溫度在T_S和T_M之間，T_S為RM合金的固相線溫度，T_M為金屬M的熔點。

2.一種逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，包括箱體、牽引結構和卷取棍，所述箱體內設置反應室和分離室，反應室和分離室的上部分設置隔離板，使反應室上部分與分離室的上部分分隔，反應室下部分與分離室的下部分連通，牽引結構與卷取棍配合，牽引結構或牽引結構的部分結構安裝在分離室內，安裝在分離室內的牽引結構的底部位于隔離板底部所在水平面的下方，反應室底部設有用于向反應室注入RM合金液體的通孔或通道，反應室頂部設有用于向反應室注入含有T元素氣體的反應室反應氣管道，反應室頂部還設有用于向反應室注入保護氣體的反應室保護氣管道，分離室頂部設有用于向分離室注入保護氣體的分離室保護氣管道。

3.如權利要求2所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，卷取棍設置在分離室外。

4.如權利要求3所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，包括冷卻輥，冷卻輥設置在卷取棍與牽引結構之間，冷卻輥內設置用于通入冷卻水的管道；

或，卷取棍與牽引結構之間設置至少一組壓平輥組，壓平輥組為兩個配合的壓平輥。

5.如權利要求2所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，卷取棍設置在分離室內；優選的，包括與卷取輥配合的加壓輥。

6.如權利要求2所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，牽引結構為分離輥時，部分分離輥位于隔離板底部所在水平面的下方；

或，牽引結構為牽引帶時，牽引帶一端在分離室內，且位于隔離板底部所在水平面的下方。

7.如權利要求2所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，所述箱體包括恒溫室，恒溫室底部與反應室底部連通。

8.如權利要求7所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的裝置，其特征是，恒溫室和分離室分別位于反應室的兩側，恒溫室底部與分離室底部連通；

或，恒溫室頂部與儲液室連接；優選的，儲液室內設置攪拌裝置。

9.一種逐層凝固制備RTx--M復合材料的工藝，其特征是，提供權利要求2～8任一所述的裝置，向反應室和分離室內注入保護氣體，再將RM合金液體注入反應室和分離室，使RM合金液體的液面略低于隔離板底部所在水平面，控制反應室內的溫度在T_S和T_M之間，向反應室上部通入含有T元素的氣體，使反應室和分離室內RM合金液體的液面進行選擇反應形成RTx--M固體膜，然后將分離室上部的氣體替換為保護氣，再通過牽引結構和卷取棍的配合拉動液面處的RTx--M固體膜，反應室內被牽引走RTx--M固體膜的液面繼續進行選擇反應形成RTx--M固體膜。

10.如權利要求9所述的逐層凝固制備RTx--M復合材料的工藝，其特征是，將RTx--M固體膜壓平、冷卻獲得帶材的RTx—M復合材料；

或，將RTx--M固體膜在卷取過程中壓緊使RTx--M固體膜逐層結合為錠材RTx--M復合材料。