[发明专利]制备纳米基质粉末金属压块的方法

权利要求书

1.一种制备粉末金属压块的方法，包括:

形成包含多个涂覆的金属粉末颗粒的涂覆的金属粉末，所述多个涂覆的金属粉末颗粒具有颗粒芯部以及布置于其上的纳米级金属涂覆层，其中金属涂覆层具有一种化学组成，且颗粒芯部的化学组成不同于金属涂覆层的化学组成；和

对涂覆的粉末颗粒施加预定温度和预定压力，所述预定温度和预定压力足以通过如下方式形成粉末金属压块：固相烧结多个涂覆的粉末颗粒的纳米级金属涂覆层以形成纳米基质材料的基本上连续的网状纳米基质、分散在网状纳米基质中的多个分散的颗粒以及遍及网状纳米基质扩展的固态结合层。

2.权利要求1的方法，其中形成涂覆的金属粉末包括：

形成用作多个颗粒芯部的多个金属颗粒，所述多个金属颗粒包含Mg、Al、Zn或Mn，或其组合；和

在多个颗粒芯部中的每一个上形成纳米级金属涂覆层以形成多个涂覆的粉末颗粒，金属涂覆层包含Al、Zn、Mn、Mg、Mo、W、Cu、Fe、Si、Ca、Co、Ta、Re或Ni、或其氧化物、氮化物或碳化物、或任何上述材料的组合，其中金属涂覆层具有一种化学组成，且颗粒芯部具有的化学组成不同于金属涂覆层的化学组成。

3.权利要求1的方法，其中形成涂覆的金属粉末包括：

形成用作多个颗粒芯部的多个金属颗粒，所述多个金属颗粒包含标准腐蚀电势低于Zn的金属、陶瓷、玻璃或碳，或其组合；和

在多个颗粒芯部中的每一个上形成纳米级金属涂覆层以形成多个涂覆的粉末颗粒，金属涂覆层包含Al、Zn、Mn、Mg、Mo、W、Cu、Fe、Si、Ca、Co、Ta、Re或Ni、或其氧化物、氮化物或碳化物、或任何上述材料的组合，其中金属涂覆层具有一种化学组成，且颗粒芯部具有的化学组成不同于金属涂覆层的化学组成。

4.权利要求1的方法，还包括压实多个涂覆的粉末颗粒以形成前体粉末金属压块。

5.权利要求4的方法，其中压实包括等静压多个粉末颗粒以形成前体粉末压块。

6.权利要求5的方法，其中在室温下进行等静压。

7.权利要求5的方法，其中颗粒芯部包含Mg，且在室温和约10ksi至约60ksi等静压力下进行等静压。

8.权利要求1的方法，还包括将多个第二种粉末颗粒混合到多个涂覆的粉末颗粒中以在网状纳米基质内提供多个分散的第二种颗粒。

9.权利要求8的方法，其中分散的第二种颗粒包含Fe、Ni、Co或Cu、或其氧化物、氮化物或碳化物、或任何上述材料的组合。

10.权利要求8的方法，其中所述混合在网状纳米基质和所述分散的颗粒内提供了分散的第二种颗粒的基本均匀的分散。

11.权利要求1的方法，其中形成纳米级金属涂覆层包括使用物理气相沉积或化学气相沉积或其组合沉积纳米级金属涂覆层。

12.权利要求11的方法，其中所述沉积包含流化床化学气相沉积。

13.权利要求11的方法，还包括重复形成纳米级金属涂覆层以形成相应的多个纳米级涂覆层，其中每个纳米级涂覆层具有的化学组成不同于相邻金属涂覆层的化学组成。

14.权利要求1的方法，其中施加预定温度和预定压力包括动态锻压涂覆的金属粉末颗粒。

15.权利要求14的方法，其中预定温度包括低于纳米级金属涂覆层的熔化温度和颗粒芯部的熔化温度的烧结温度。

16.权利要求14的方法，其中颗粒芯部包含Mg，且在约450℃至约470℃的预定温度和约30ksi至约60ksi的预定压力下进行动态锻压。

17.权利要求4的方法，其中施加预定温度和预定压力包括动态锻压前体粉末压块。

18.权利要求17的方法，其中预定温度包括低于纳米级金属涂覆层的熔化温度和颗粒芯部的熔化温度的烧结温度。

19.权利要求17的方法，其中颗粒芯部包含Mg，且在约450℃至约470℃的温度和约30ksi至约60ksi的压力下进行动态锻压。

20.权利要求1的方法，其中形成多个涂覆的金属粉末颗粒包括形成单峰分布的平均颗粒尺寸。

21.权利要求1的方法，其中形成多个涂覆的金属粉末颗粒包括形成多峰分布的平均颗粒尺寸。