[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310058722.1
• 申請(qǐng)日: 2023-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115971478A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓昌駿;董志;汪云徽;胡高令;楊永強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22F1/12
• 分類(lèi)號(hào): B22F1/12;B22F1/145;B22F1/065;B22F10/28;B33Y70/10
• 代理公司: 廣東北定知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44761
• 代理人: 曹江雄

1.一種用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體，其特征在于，所述金屬/MXene復(fù)合粉體由金屬粉末和MXene構(gòu)成，其中所述MXene片的質(zhì)量百分比為0.1wt.％～0.6wt.％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體，其特征在于，所述金屬粉末包括鎂、鈦、不銹鋼、鐵、銅的至少其中一種金屬材料；和/或，

所述金屬/MXene復(fù)合粉體成形使用的所述金屬粉末為球形，所述金屬粉末的粒徑為10μm～20μm；和/或

所述MXene片為單層，寬度為1μm～3μm。

3.一種用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，包括如下步驟：所述MXene片由MAX相Ti₃AlC₂經(jīng)過(guò)LiF刻蝕剝離得到的少層Ti₃C₂T_x材料，通過(guò)等離子技術(shù)在金屬粉末表面原位形成氧化層后，將金屬粉末分散裝有去離子水的燒杯中，置于冰水浴中攪拌3h～8h，隨后通過(guò)滴定法將MXene膠體逐滴地加入到裝有金屬粉末溶液的燒杯中，經(jīng)過(guò)磁力攪拌、過(guò)濾、真空干燥后，得到金屬/MXene復(fù)合粉體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述MXene片的具體制備過(guò)程為：將LiF加入到裝有HCl溶液的燒杯中，磁力攪拌20min～60min，溫度控制在40℃～60℃，待LiF充分溶解后，將MAX相Ti₃AlC₂粉末添加至上述溶液中，在40℃～60℃下繼續(xù)攪拌12h～48h，隨后將溶液進(jìn)行離心，用去離子水反復(fù)清洗沉淀物，直到pH保持在6.0～6.2，將洗凈的沉淀物加入含有去離子水的洗滌器中，在氬氣氣氛保護(hù)下，在冰浴中超聲1h～3h，懸液以4000rpm～6000rpm離心后收集上清液，70℃～85℃干燥12h～24h，得到單層MXene片。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，在制備MXene片的過(guò)程中，所述將LiF加入到裝有HCl溶液的燒杯中，所述LiF的質(zhì)量濃度為0.02g/mL～0.08g/mL；和/或，

所述MAX相Ti₃AlC₂粉末的添加量為0.5g～5g。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述通過(guò)等離子技術(shù)在金屬粉末表面原位形成氧化層，具體制備過(guò)程為：以金屬粉末作為前驅(qū)體，通過(guò)等離子體加熱蒸發(fā)以及引入輔助氣流使金屬粉末發(fā)生蒸發(fā)氧化產(chǎn)生氧化層，在輔助氣流作用下，目標(biāo)產(chǎn)物離開(kāi)等離子體區(qū)域被沉積在粉末基底上，其中等離子技術(shù)具體是采用射頻容性耦合等離子體技術(shù)，容性耦合等離子體源結(jié)構(gòu)為介質(zhì)阻擋平板型，由射頻線(xiàn)圈，石英管和接地金屬線(xiàn)構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述的氧化層厚度控制在5nm～30nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述射頻容性耦合等離子體技術(shù)的工作參數(shù)為：電源頻率為350MHz～550MHz，所用射頻線(xiàn)圈7匣～10匣，射頻線(xiàn)圈長(zhǎng)度為8mm～20mm，射頻線(xiàn)圈直徑為1.2mm～2.0mm，放電氣體為氬氣，所需空氣來(lái)自于空氣中，工作時(shí)間為2h～8h。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述MXene膠體的具體制備過(guò)程中：將MXene片分散在二甲基甲酰胺中形成MXene膠體，其中每克MXene片使用15mL～20mL的二甲基甲酰胺。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粉末床增材制造的金屬/MXene復(fù)合粉體制備方法，其特征在于，所述冰水浴中攪拌時(shí)間為3h～8h，所述磁力攪拌時(shí)間為2h～8h，溫度控制在40℃～60℃，過(guò)濾時(shí)直接通過(guò)濾紙、過(guò)濾漏斗和布氏漏斗一同組合使用，過(guò)濾時(shí)間為8h～12h，真空干燥時(shí)間為12h～24h，溫度設(shè)定為60℃～80℃。