[發(fā)明專利]一種包含貴金屬元素的粉體材料的制備方法及其應(yīng)用

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112276106A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙遠(yuǎn)云;劉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 趙遠(yuǎn)云
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F9/10;C22C9/00
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 安媛媛

本發(fā)明涉及一種包含貴金屬元素的粉體材料的制備方法及應(yīng)用，所述制備方法通過合金熔體的凝固獲得含有基體相與彌散顆粒相的初始合金條帶，再將所述初始合金條帶中的基體相去除，并同時保留包含貴金屬元素的彌散顆粒相，從而得到由原彌散顆粒相組成的包含貴金屬元素的粉體材料。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，可以制備包括納米級、亞微米級、微米級的多種尺寸的包含貴金屬元素的粉體材料，在催化材料、粉末冶金、復(fù)合材料、吸波材料、殺菌材料、金屬注射成型、3D打印、涂料等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種包含貴金屬元素的粉體材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

微米、亞微米、納米粒徑的超細(xì)粉末材料的制備方法從物質(zhì)的狀態(tài)分有固相法、液相法和氣相法。其中，固相法主要有機械粉碎法、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)粉末材料的制備方法有很多種，但每種方法都有一定的局限性。例如，液相法的缺點是產(chǎn)量低、成本高和工藝復(fù)雜等；機械法的缺點是在制取粉末材料后存在分級困難的問題，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，收得率不高，且能耗相對較大；氣流磨法、氫化脫氫法適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)，但對原料和合金的選擇性較強。

對于貴金屬粉體材料，尤其貴金屬納米粉體材料來說，其一般通過化學(xué)還原的方法制備。但化學(xué)還原法一般難以保證產(chǎn)物大規(guī)模制備的同時還保證可以很好地控制所得貴金屬納米粉的粒徑。

此外，粉體材料的雜質(zhì)含量，尤其是氧含量，對其性能具有極大的影響。目前，主要通過控制原料純度與真空度的方法來控制金屬或合金的雜質(zhì)含量，成本高昂。因此，開發(fā)新的高純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，有必要針對上述問題，提供一種工藝簡單、易于操作包含貴金屬元素的粉體材料的制備方法。

一種包含貴金屬元素的粉體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，選擇初始合金原料，按照初始合金成分配比將初始合金原料熔化，得到含有雜質(zhì)元素D的均勻初始合金熔體；所述初始合金熔體的平均成分主要為Cu_a(M_xT_y)_bD_d，其中，M包含貴金屬元素Ir、Ru、Re、Os、Tc、Au、Pt、Pd、Ag中的至少一種，T包含W、Cr、Mo、V、Ta、Nb、Zr、Hf、Ti、Fe中的至少一種，D包含O、H、N、P、S、F、Cl、I、Br中的至少一種；且60％≤a≤99.9％，0.1％≤b≤40％，0≤d≤5％；0.1％≤x≤100％，0％≤y≤99.9％；其中，a、b、d，以及x、y分別代表對應(yīng)組成元素的原子百分比含量；

步驟S2，將所述初始合金熔體凝固成初始合金條帶；所述初始合金條帶的凝固組織包括基體相和彌散顆粒相；所述基體相的熔點低于所述彌散顆粒相，所述彌散顆粒相被包覆于所述基體相中；所述初始合金熔體凝固過程中，初始合金熔體中的雜質(zhì)元素D在彌散顆粒相與基體相中重新分配，并富集于所述基體相中，從而使所述彌散顆粒相得到純化；

所述初始合金條帶中彌散顆粒相的成分主要為(M_xT_y)_x1D_z1，基體相的平均成分主要為Cu_x2D_z2；且99％≤x1≤100％,0≤z1≤1％；90％≤x2≤100％,0≤z2≤10％；z1≤d≤z2，2z1≤z2；x1、z1、x2、z2分別代表對應(yīng)組成元素的原子百分比含量；