[發明專利]一種大面積平行取向十次準晶近似相微米管的制備方法

在審

• 申請號: 202211328149.3
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115673265A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 何戰兵;張甜甜
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;C22C30/00;C22C1/02;B22D11/18
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種大面積平行取向十次準晶近似相微米管的制備方法，屬于金屬材料領域。本發明采用真空感應熔煉法制備出等原子比Al₂₀Si₂₀Mn₂₀Fe₂₀Ga₂₀合金鑄錠，隨后在真空單輥銅輪甩帶設備中感應加熱熔化，制備出合金薄帶，在所述薄帶自由面得到大面積平行取向Al_18.8Si_20.6Mn_22.7Fe_26.6Ga_11.3準晶近似相微米管。此外，通過納米壓痕法測得該微米管具有較佳的硬度?楊氏模量組合，分別達到10.9Gpa、189.3Gpa，表現出較為優異的力學性能。本發明的優點在于首次制備出大面積平行取向十次準晶近似相微米管，制備方法簡單易行，周期短，易量產，為大規模制備準晶相關管狀材料提供了有效途徑。該微米管集合了準晶、高熵合金以及微納尺寸的特性，對發展其潛在的應用具有重要的價值。

技術領域

本發明涉及高熵合金、準晶近似相和微米管制備技術領域，特別是涉及一種大面積平行取向十次準晶近似相微米管的制備方法。

技術背景

自1991年Iijima報道了碳納米管以來，這種具有中空結構的一維管狀材料因其獨特的結構，良好的強度和比表面積，令人羨慕的光學、電學特性以及傳輸性而受到廣泛的研究，在生物醫藥輸送、能量存儲、傳感器材料、場發射材料、儲氫材料和催化等方面有重要的應用。但是納米管的內徑小，生長過程易被其他物質堵塞，內壁和內部空腔得不到充分有效利用，降低了納米管的實際應用價值。因而，直徑在1～10μm之間，具有單分散性、化學穩定、空腔尺寸大的微米管，受到了研究者的廣泛關注。

近年來，利用直接氣相沉積法、金屬輔助催化法、熱溶液法、層狀結構卷曲法以及模板輔助法等，研究人員成功制備了多種微米管類型：碳，金屬(α-Fe、Pd、Se、Te等)，氧化物(ZnO、Al₂O₃、Co₃O₄、SiO₂、CeO等)，氮化物(SiN_x等)，硫化物(WS₂、MoS₂等)，聚合物(聚苯胺微米管、聚吡啶微米管等)以及各種復合微米管(碳/Fe₃O₄@Fe、柳絮/MoS₂、金屬納米粒子Pt/碳纖維等)。

具有高硬度、耐磨、抗氧化及特殊物理化學性質(光、電、磁聲、熱和功能轉換等方面)的金屬間化合物，可用于半導體材料、形狀記憶材料、儲氫催化材料、磁性材料等。而當前，成功制備金屬間化合物微米管的研究并不多。Puente等人采用鍍鈦鎳絲互擴散制備了TiNi金屬間化合物微米管，具有形狀記憶和超彈性行為，但是制備工藝復雜、周期長。

準晶及準晶近似相是特殊類型的復雜金屬間化合物，他們的管狀結構鮮有發現，特別是直接在合金凝固過程中形成管狀結構。因此，制備出大面積平行取向復雜金屬間化合物微米管，并利用微米管的金屬特性、小尺寸、平行取向等特點發展其潛在的應用，將會有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大面積平行取向十次準晶近似相微米管的制備方法。該方法成功的在Al₂₀Si₂₀Mn₂₀Fe₂₀Ga₂₀高熵合金甩帶薄帶中制備出了大面積平行取向十次準晶近似相(復雜金屬間化合物)微米管。為利用微米管的金屬特性、小尺寸、平行取向等特點發展其潛在的應用提供重要理論依據。

本發明的目的通過如下技術方案實現：