[发明专利]一种双峰纳米多孔非晶合金及其制备方法

说明书

本发明为一种双峰纳米多孔非晶合金及其制备方法。所述的非晶材料具有双峰纳米多孔结构，元素组成为Y_αTi_βCo_γAl_η，各元素的原子百分数为3.31≤α≤5.58，50.35≤β≤52.67，19.79≤γ≤20.46，23.56≤η≤24.28，且α+β+γ+η＝100。制备方法以Y₂₈Ti₂₈Co₂₀Al₂₄双相非晶合金为前驱体，自由脱合金法制得多孔非晶合金骨架，经过二次脱合金制备出具有多级孔洞结构的双峰纳米多孔非晶合金。解决了当前多孔非晶合金制备中技术复杂，整体工艺周期长，设备复杂且设备造价高，产量低，产品孔隙结构单一，孔尺寸大，孔隙率低，比表面积低等不足。

技术领域：

本发明涉及纳米多孔材料技术领域，具体地说是一种双峰纳米多孔非晶合金及其制备方法。

背景技术：

近年来，纳米多孔非晶合金，作为一种新型的多孔金属，因其结合了多孔金属与非晶合金的双重特性而被人们所关注。晶体材料的原子结构具有在三维空间的周期性重复排列，而非晶材料的原子排列表现出短程有序长程无序的特点。这种结构上的不同，使纳米多孔非晶合金展现出不同于传统纳米多孔金属的特殊性质。根据报道，Zr-Co-Al多孔非晶合金的储氢性能是同成分Zr-Co-Al块体非晶合金和多孔金属的数倍，表明纳米多孔非晶合金在功能材料领域具备很大的开发潜力。开发更多成分和结构的纳米多孔非晶材料是当前的热点课题。

在先技术，公开号CN106676619A“一种金属玻璃纳米多孔结构的制备方法”，该专利通过电化学脱合金的方式，制备出仅在表面具有纳米多孔结构的Zr基金属玻璃。由于该材料仅在表面形成纳米多孔结构，内部依然为非晶合金基体，且所得孔结构为闭孔结构，因此材料孔隙率与比表面积较低。另外应用电化学脱合金法造成材料制备过程复杂，设备成本加大，且产量较低。

在先技术，公开号CN101984104A”一种生物医用块体多孔非晶合金的制备方法”，该专利使用雾化或机械合金化法制备非晶粉末与镁合金粉末，用球磨机将非晶粉末与镁合金粉末均匀混合2-5h，最后用化学腐蚀的方法去除材料中的镁合金颗粒，从而得到所需的多孔非晶合金，该发明制备工艺复杂，生产效率低，对设备、材料，能源要求较高，不适合应用于大规模工业化生产，所得多孔结构尺寸受原材料颗粒影响较大，不易调控孔结构的尺寸，且无法制备纳米尺度的多孔非晶合金。

在先技术，CN104399978A公开了一种大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件的3D成形方法，通过行星球磨机高能球磨45h得到金属粉末，然后应用3D打印技术制备多孔非晶合金。所制备的多孔材料孔径较大仅能达到50～500μm，限制了其产品在功能领域的应用。该工艺总周期较长，对设备要求非常高，且工艺过程需要精密控制，增加了对设备先进性和对操作人员技术水平的要求。

在先技术，论文Scripta Materialia 55(2006)1063-1066公开了一种Ti基多孔非晶合金的制备方法。该方法应用脱合金法，在0.1M HNO₃中通过电化学脱合金30min或自由脱合金24h将Y₂₀Ti₃₆Al₂₄Co₂₀双相非晶合金中的富Y相选择性溶解，从而保留富Ti相作为纳米多孔非晶合金骨架。该方法制备的纳米多孔Ti基非晶合金为典型的开孔结构，但并没有表现出双峰特征，且孔隙率较低，作为功能材料的应用受到极大限制。该论文中应用自由脱合金法处理样品时间较长，而电化学脱合金法样品制备量小，均不适用于工业化生产。

发明内容：