[发明专利]超黑纳米多孔Fe及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超黑纳米多孔Fe的制备方法，属于纳米材料制备技术领域，其中包括：1)合成Mn含量在68‑90at％，Cu含量小于0.3at％范围内的FeMnCu预合金熔液,并在1240‑1700摄氏度的熔液进行快淬获得单相合金；2)将4‑25摄氏度条件下，将FeMnCu预合金置于体积浓度为1％‑5％的盐酸溶液中静置30‑60分钟进行脱合金处理；3)将脱合金完的产物取出，分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中进行漂洗，时间不超过10秒，再在超纯水中漂洗，时间不超过30s；将漂洗后的产物取出，在惰性气体保护条件下进行干燥即可获得超黑纳米多孔Fe材料。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及超黑纳米多孔Fe及其制备方法。

背景技术

超黑材料，是一种对一定范围内的入射光线反射率低于1％，吸收率高于99％的材料。在很多光学设施、传感器以及太阳能转化器上，由于界面对入射光不必要的反射会对性能产生许多不利影响，因此此类器件对超黑材料的需求非常迫切。同时由于超黑材料本身优异的隐身性能，在军事方面也有极大用途。

鉴于此，近年来超黑材料获得了广泛的研究和应用。目前性能最突出的是由萨里纳米系统公司研制开发的Vantablack，它主要垂直排列的碳纳米管组成，但制作成本非常高昂。其它常用材料还包括非晶碳及多晶黑硅类非金属材料，镍磷中间合金材料，纯金属超黑材料尚未见报道。其形态包括纳米管阵列，微凸阵列及粗糙化的不规则表面，具有三维连通纳米多孔结构的超黑器件还未见报道。制备方法主要包括化学气相沉积、生物模板法等。这些方法大多存在成本高，无法进行大规模生产等缺点。而本发明采用脱合金法制备超黑材料，制备方法简单易行。获得的产品为具有三维连通结构的纳米多孔结构Fe，成品价格低廉，光吸收范围广的优点。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种超黑纳米多孔Fe的制备方法，该制备方法简单，采用其制备的超黑纳米多孔Fe具有三维连通的孔道结构；本发明的另一目的在于提供该方法制备的超黑纳米多孔Fe，该材料具有光吸收范围广的优点。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

超黑纳米多孔Fe的制备方法，包括如下步骤：

1)将纯度在99％以上的Fe，Mn和Cu纯金属混合后通过感应加热获得均匀金属熔液后进行快淬，获得单一相结构的FeMnCu预合金；其中，原材料纯金属原子百分比为Mn含量68-90at％,Cu含量0-0.3at％；感应加热温度不高于1700摄氏度，加热时间不长于20分钟，加热次数不低于2次；均匀后的金属熔液快淬温度1240-1700摄氏度，获得单相结构的FeMnCu预合金；

2)将4-25摄氏度条件下，将FeMnCu合金置于体积浓度为1％-5％的盐酸溶液中静置30-60分钟进行脱合金处理；

3)将脱合金完的产物取出，分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中进行漂洗，时间不超过10秒，

4)酸洗后的样品在超纯水中漂洗，时间不超过30s；

5)将漂洗后的产物取出，在惰性气体保护条件下进行干燥，惰性气体含氧量低于万分之一，干燥温度不超过30摄氏度，即可获得超黑纳米多孔Fe材料。

有益效果：与现有技术相比，本发明制备超黑材料的制备方法操作简单，采用其制备的超黑材料为具有纳米多孔结构的Fe。研究表明，在采用脱合金法制备超黑材料在波长350-1000nm范围内的均有很好的吸波性能。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明做进一步的说明。

超黑纳米多孔Fe的制备方法，包括如下步骤：