[发明专利]一种特殊结构合金的原位制备方法

说明书

本发明公开了一种特殊结构合金的原位制备方法，其特征在于：将具有特殊微观结构的基体金属与待合金化金属分隔放置，将二者共同加热使待合金化金属转变为蒸汽后与基体合金接触，在保持基体金属原有特殊结构的前提下使汽化金属与基体金属形成合金。该方法能够在保持合金特殊微观机构（如空洞、树枝状、絮状等）的同时实现合金化制备，能够精确控制合金中各组分含量突破了合金功能材料在微团结构调控方法上的难题。

技术领域

本发明属于材料制备领域，特别涉及具有特殊微观结构合金的制备方法。

背景技术

随着材料科学的发展，功能型材料的种类也呈现爆炸式增长，与之相应的，材料的制备技术也进入到一个高速发展的阶段。在合金型材料中，制备技术由最古老的锻压技术发展到现如今的机械合金化、感应熔炼、电弧熔炼和粉末烧结等现代化技术，满足了绝大多数合金型材料的制备要求。然而随着纳米材料的广泛应用，传统的合金制备方法已经难以满足具有特殊微观结构合金的制备需求。

与传统合金材料应用方向不同，纳米合金材料通常具有特殊的微观形貌以及纳米化的颗粒尺寸，并具有特殊的力学性能和化学反应活性。虽然单一金属纳米材料可以通过高能球磨、磁控溅射和蒸发冷凝等方法进行制备，但上述制备方法中，几乎都涉及到熔化或高压步骤，当制备多组分合金时，难以对合金成分及微观形貌和颗粒尺寸进行调控。本发明制备过程中，通过将低熔点合金组分高温汽化后与具有特殊结构的基体金属接触，使汽化组分不经熔化过程直接与基体金属产生合金化反应，在保留基体金属特殊微观形貌的同时完成材料的合金化制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特殊微观结构合金的制备方法，该方法能够在保持合金特殊微观机构（如空洞、树枝状、絮状等）的同时实现合金化制备，能够精确控制合金中各组分含量突破了合金功能材料在微团结构调控方法上的难题。

本发明的技术方案如下：

一种特殊结构合金的原位制备方法，其特征在于：将具有特殊微观结构的基体金属与待合金化金属分隔放置，将二者共同加热使待合金化金属转变为蒸汽后形成气化金属与基体金属接触，在保持基体金属原有特殊结构的前提下使汽化金属与基体金属形成合金。在低于所制备合金熔点50~300℃下密封热处理2~100 h。

进一步地，所述基体金属的元素组成为Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Al、Mg、Ti、Ta、Hf、W、Ag、Mo、Nb、Zr、V以及镧系元素中的一种或一种以上。基体金属的特殊微观结构为以下特征的一种或一种以上：（1）基体金属具有1nm~100μm的开放式孔洞；（2）基体金属为直径10μm~10mm的金属丝以及由金属丝编织成的复合丝或金属网；（3）基体金属为树枝状结构；（4）基体金属为发泡式结构。

进一步地，所述待合金化金属的元素组成为Li、Be、Na、Mg、K中的一种或一种以上。

进一步地，所述基体金属与待合金化金属所处温度相同，制备温度为低于目标合金熔点50~300℃，合成时间为2~100 h。

进一步地，加热温度不超过基体金属的熔点便可保持基体金属原有特殊结构，本发明与现有技术相比有益效果在于：

(1)本发明提供的特殊结构合金的原位制备方法，避免了合金制造过程中的熔化-混合-结晶过程造成的微观机构不可控现象，使合金形貌结构多样化塑造的研究成为可能；

(2)与一般合金制造工艺相比，本发明所述工艺具有流程简单，耗电量小和生产安全性高的优点。

附图说明

图1 为本发明实施例1获得的多孔La_0.8Mg_0.2合金高清照片。

具体实施方式