[发明专利]一种用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体及制备方法

权利要求书

1.一种用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体，其特征在于，所述金属/MXene复合粉体由金属粉末和MXene构成，其中所述MXene片的质量百分比为0.1wt.％～0.6wt.％。

2.根据权利要求1所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体，其特征在于，所述金属粉末包括镁、钛、不锈钢、铁、铜的至少其中一种金属材料；和/或，

所述金属/MXene复合粉体成形使用的所述金属粉末为球形，所述金属粉末的粒径为10μm～20μm；和/或

所述MXene片为单层，宽度为1μm～3μm。

3.一种用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述MXene片由MAX相Ti₃AlC₂经过LiF刻蚀剥离得到的少层Ti₃C₂T_x材料，通过等离子技术在金属粉末表面原位形成氧化层后，将金属粉末分散装有去离子水的烧杯中，置于冰水浴中搅拌3h～8h，随后通过滴定法将MXene胶体逐滴地加入到装有金属粉末溶液的烧杯中，经过磁力搅拌、过滤、真空干燥后，得到金属/MXene复合粉体。

4.根据权利要求3所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述MXene片的具体制备过程为：将LiF加入到装有HCl溶液的烧杯中，磁力搅拌20min～60min，温度控制在40℃～60℃，待LiF充分溶解后，将MAX相Ti₃AlC₂粉末添加至上述溶液中，在40℃～60℃下继续搅拌12h～48h，随后将溶液进行离心，用去离子水反复清洗沉淀物，直到pH保持在6.0～6.2，将洗净的沉淀物加入含有去离子水的洗涤器中，在氩气气氛保护下，在冰浴中超声1h～3h，悬液以4000rpm～6000rpm离心后收集上清液，70℃～85℃干燥12h～24h，得到单层MXene片。

5.根据权利要求4所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，在制备MXene片的过程中，所述将LiF加入到装有HCl溶液的烧杯中，所述LiF的质量浓度为0.02g/mL～0.08g/mL；和/或，

所述MAX相Ti₃AlC₂粉末的添加量为0.5g～5g。

6.根据权利要求3所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述通过等离子技术在金属粉末表面原位形成氧化层，具体制备过程为：以金属粉末作为前驱体，通过等离子体加热蒸发以及引入辅助气流使金属粉末发生蒸发氧化产生氧化层，在辅助气流作用下，目标产物离开等离子体区域被沉积在粉末基底上，其中等离子技术具体是采用射频容性耦合等离子体技术，容性耦合等离子体源结构为介质阻挡平板型，由射频线圈，石英管和接地金属线构成。

7.根据权利要求6所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述的氧化层厚度控制在5nm～30nm。

8.根据权利要求6所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述射频容性耦合等离子体技术的工作参数为：电源频率为350MHz～550MHz，所用射频线圈7匣～10匣，射频线圈长度为8mm～20mm，射频线圈直径为1.2mm～2.0mm，放电气体为氩气，所需空气来自于空气中，工作时间为2h～8h。

9.根据权利要求3所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述MXene胶体的具体制备过程中：将MXene片分散在二甲基甲酰胺中形成MXene胶体，其中每克MXene片使用15mL～20mL的二甲基甲酰胺。

10.根据权利要求3所述的用于粉末床增材制造的金属/MXene复合粉体制备方法，其特征在于，所述冰水浴中搅拌时间为3h～8h，所述磁力搅拌时间为2h～8h，温度控制在40℃～60℃，过滤时直接通过滤纸、过滤漏斗和布氏漏斗一同组合使用，过滤时间为8h～12h，真空干燥时间为12h～24h，温度设定为60℃～80℃。