[發明專利]三元層狀化合物、金屬基復合材料及其制作方法和原料

有效

• 申請號: 202110491267.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113199024B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 蘇懿;廖磊;張平;冉渭;劉錦云;魯云;金應榮;賀毅
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: B22F1/18
• 分類號: B22F1/18;B22F3/10;C22C29/06;C22C29/16;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 付興奇

1.一種活化的三元層狀化合物，所述三元層狀化合物具有通式M_n+1AX_n，其中，n的取值包括1、2或3，M表示過渡族金屬元素，A表示主族元素，X為C或N元素，其特征在于，所述活化的三元層狀化合物呈粉末狀、且其中的三元層狀化合物顆粒的表面包覆有第一金屬材料，所述第一金屬材料中含有所述三元層狀化合物中的A表示的元素；所述第一金屬材料中的A元素來自于所述三元層狀化合物的顆粒；

加熱所述三元層狀化合物的顆粒與包覆在其表面的金屬包覆材料，使所述三元層狀化合物顆粒中的A表示的元素擴散并至少部分溶解于所述金屬包覆材料，從而形成所述第一金屬材料。

2.根據權利要求1所述的活化的三元層狀化合物，其特征在于，所述三元層狀化合物是Cr2AlC，所述金屬材料是鎳。

3.一種制備金屬基復合材料的原料，其特征在于，所述原料包括：

第一原料，具有三元層狀化合物粉體以及包覆于所述三元層狀化合物粉體的表面的第一金屬材料，所述三元層狀化合物具有通式M_n+1AX_n，其中，n的取值包括1、2或3，M表示過渡族金屬元素，A表示主族元素，X為C或N元素；

用于與所述第一原料混合的第二原料，具有金屬粉體以及可選地包覆于所述金屬粉體的表面或以與所述金屬粉體合金化形式存在的第二金屬材料，且所述第二金屬材料能夠固溶于所述第一金屬材料。

4.根據權利要求3所述的原料，其特征在于，所述三元層狀化合物粉體包括Cr2AlC、Ti2AlC、Ti2AlN、Ti2SnC、Ti3AlC2、Ti3SiC2和Ti4AlN3中的任意一種或多種；

和/或，所述第一金屬材料包括鎳；

和/或，所述金屬粉體包括銅，所述銅是鱗片狀銅粉，或者所述銅是厚度為2μm至10μm的鱗片狀銅粉；

和/或，所述第二金屬材料包括錫。

5.根據權利要求3所述的原料，其特征在于，所述三元層狀化合物粉體是Cr2AlC，所述第一金屬材料為鎳，所述金屬粉體為厚度為2μm至10μm的鱗片狀銅粉，所述第二金屬材料為錫。

6.一種金屬基復合材料，其特征在于，利用根據權利要求3至5中任意一項所述的原料或利用根據權利要求1或2所述的活化的三元層狀化合物制作而成，且在所述復合材料中三元層狀化合物的含量為20-40 wt%。

7.根據權利要求6所述的金屬基復合材料，其特征在于，所述金屬基復合材料為所述原料的燒結反應產物；

所述燒結反應產物為塊狀或圓柱體。

8.根據權利要求7所述的金屬基復合材料，其特征在于，在所述燒結反應產物中，所述三元層狀化合物粉體以顆粒狀形式存在且顆粒之間通過所述第一金屬材料形成連接；

所述三元層狀化合物粉體是Cr2AlC，所述第一金屬材料為鎳，所述金屬粉體為銅粉，所述第二金屬材料為錫，且所述錫固溶于所述鎳和所述銅中。

9.一種如權利要求6至8中任意一項所述的金屬基復合材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：將所述第一原料和所述第二原料在混合狀態下進行燒結。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括在燒結之前和/或燒結過程中，對所述第一原料和所述第二原料的混合物進行壓制；

和/或，所述燒結操作是在真空或惰性氣氛中于980℃至1020℃進行的。