[發明專利]一類合金粉及其制備方法與用途

在審

• 申請號: 202111128072.0
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113649565A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 趙遠云;劉麗
• 申請（專利權）人: 趙遠云
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F1/02;B22D11/06;C22C1/02;C22C9/08;C22C14/00;C22C30/00;C23F1/30;C23F1/44;C09D5/10;C09D5/14;C09D5/32;C09D5/38;B33Y70/00
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本發明涉及一類合金粉及其制備方法與用途。選擇合適的合金體系，通過低純原料熔煉初始合金熔體，在初始合金熔體凝固的過程析出高純合金粉與包覆高純合金粉的基體相，同時實現高純合金粉的固溶合金化。將包覆高純合金粉的基體相去除，即可獲的合金粉；亦可選擇合適的時機去除包覆高純合金粉的基體相，從而獲得高純合金粉。該方法工藝簡單，可以制備包括納米級、亞微米級、微米級，甚至毫米級的不同形貌的多種合金粉體材料，在催化、粉末冶金、復合材料、磁性材料、殺菌、金屬注射成型、金屬粉3D打印、涂料、復合材料等領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，特別是涉及一類合金粉及其制備方法與用途。

背景技術

微納米粒徑的金屬粉體，由于具有特殊的表面效應、量子尺寸效應，量子隧道效應以及庫侖阻塞效應等，在光學、電學、磁學、催化等方面表現出諸多與傳統材料不同的奇特性能，因此被廣泛地應用于光電子器件、吸波材料、高效催化劑等多個領域。

目前，金屬粉體的制備方法從物質的狀態分有固相法、液相法和氣相法。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、化學凝聚法等。氣相法主要有氣相反應法、等離子體法、高溫等離子體法、蒸發法、化學氣相沉積法等。雖然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，液相法的缺點是產量低、成本高和工藝復雜等。機械法的缺點是在制取粉末后存在分級困難的問題，且產品的純度、細度和形貌均難以保證。旋轉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，但生產效率低，超細粉末的收得率不高，能耗相對較大；氣流磨法、氫化脫氫法適合大批量工業化生產，但對原料金屬和合金的選擇性較強。此外，金屬粉或者合金粉的雜質含量，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粉或者合金粉的雜質含量，成本高昂。因此，開發新的高純金屬粉體材料的制備方法，具有重要的意義。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種工藝簡單、成本低，易于操作的高純合金粉體材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種由內生合金粉與包覆體構成的金屬材料，其特征在于，通過合金熔體凝固制備，其構成包括初始合金凝固過程中內生析出的彌散顆粒相與包覆彌散顆粒的基體相，兩者分別對應于所述內生合金粉與所述包覆體；所述內生合金粉的元素組成主要為M_a1A_b1T_c1，所述包覆體的元素組成主要為A_b2T_c2，其中M與A均包含一種或多種金屬元素，T為包括氧元素在內的雜質元素，a1，b1，c1，b2，c2分別代表相應元素組成的原子百分比含量，且a1+b1+c1＝100％，b2+c2＝100％，c2c10，b10；所述內生合金粉的熔點高于所述包覆體的熔點；所述內生合金粉M_a1A_b1T_c1中固溶有A元素；所述M與所述A之間包含一組或多組不形成金屬間化合物的M¹-A¹元素組合，其中，M¹代表M中的任意一種元素，A¹代表A中的任意一種元素，且M中的主體元素由滿足M¹-A¹元素組合條件的各M¹元素構成，A中的主體元素由滿足M¹-A¹元素組合條件的各A¹元素構成，使得所述由內生合金粉與包覆體構成的金屬材料完全熔化后重新凝固仍不生成由M中主體元素與A中主體元素組成的金屬間化合物，而是生成所述內生合金粉M_a1A_b1T_c1與所述包覆體A_b2T_c2。

補充說明：T為包括氧元素在內的雜質元素，是指T為雜質元素，且T包括O元素；