[发明专利]爆炸制备金属材料表面纳米层的方法

权利要求书

1.爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于，通过金属材料表面与刚性基座表面的爆炸撞击过程完成金属材料表面纳米层的制备，其包括如下步骤：

(1)所述金属材料具有上表面和下表面或内外表面，将待处理的金属材料通过支撑物设置在刚性基座上端或内端或外端，使所述金属材料的下表面朝向所述刚性基座的上表面或所述金属材料的外表面朝向所述刚性基座的内表面或所述金属材料的内表面朝向所述刚性基座的外表面，并且所述金属材料的下表面与所述刚性基座的上表面、或所述金属材料的外表面与所述刚性基座的内表面、或所述金属材料的内表面与所述刚性基座的外表面间保持一定间隙；

(2)在所述的待处理的金属材料的上表面或外表面或内表面设置炸药层，以炸药为能源，所述炸药的使用量为达到碰撞点压力在10GPa以上；

(3)起爆炸药，利用炸药爆炸产生的冲击载荷作用于材料上表面或外表面或内表面，利用材料与基座间的间隙使材料加速，使材料获得大于600m/s的速度与刚性基座进行高速撞击，从而诱发材料撞击表面产生纳米层。

2.按权利要求1所述的爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于：所述炸药为爆速大于1800m/s的工业炸药。

3.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于：所述金属材料与基座间的间隙值在1.0～30mm之间。

4.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于：对所述金属材料实施一次或多次爆炸撞击过程来完成平面或曲面表面纳米层的制备。

5.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层方法，在对所述金属材料的上下表面或内外表面均实施爆炸撞击过程，实现所述平面或曲面金属材料双面纳米层的制备。

6.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，其特征在于：当炸药爆速小于材料声速时在非真空条件下进行所述爆炸撞击过程；当炸药爆速大于材料声速时在真空条件下进行所述爆炸撞击过程。

7.按权利要求6所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层的方法，所述在真空条件下进行为将所述金属材料与基座间空气抽空后再起爆炸药，其真空度在35mm汞柱以内。

8.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层方法，其特征在于：所述基座形状可为平面或任意曲面，其材质为高合金钢的刚性基座，且表面硬度在HRC50～65之间，基座表面光洁。

9.按权利要求8所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层方法，其特征在于：所述基座经过进一步热处理来提高其冲击韧性。

10.按权利要求1或2所述爆炸制备平面或任意曲面金属材料表面纳米层方法，其特征在于：所述基座的表面为平面或曲面；并且与所述待处理的平面或曲面金属材料的表面形状相对应，使得爆炸撞击时基座表面与待处理的金属材料表面实现良好的贴合。