一种多级纳米多孔金属的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115852194A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211511764.8C22C3/00(2006.01)(22)申请日2022.11.29C23F1/18(2006.01)C23F1/28(2006.01)(71)申请人上海交通大学C23F1/36(2006.01)地址200240上海市闵行区东川路800号C23F1/02(2006.01)(72)发明人刘攀王鑫垚张棋雯李艳影吴灏斐(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225专利代理师蒋亮珠(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)B22D11/06(2006.01)C22C18/02(2006.01)C22C18/00(2006.01)C22C18/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种多级纳米多孔金属的制备方法(57)摘要本发明属于纳米结构材料制备领域，尤其涉及一种多级纳米多孔金属的制备方法，步骤是：根据母合金A原子百分比为x％‑B原子百分比为y％‑Zn原子百分比为余量各元素原子百分比计算各原料的质量，称取相应质量的纯金属A、B和锌粒，(其中母合金A‑B‑Zn的元素组合可以为Ag‑Cu‑Zn、Cu‑Ni‑Zn、Cu‑Al‑Zn等，原子百分比含量x、y分别为：5.00％～20.00％，10.00％～25.00％)；将三者混合后加热至熔化并浇铸成A‑B‑Zn合金铸锭，吹铸成条带；利用高温、高真空条件下锌元素与其他两种元素的饱和蒸气压差去除锌元素，制得A‑B合金条带；最后通过液相化学腐蚀得到多级纳米多孔金属A条带保存备用。与现有技术相比，本发明方法可满足制备特征多孔金属的技术需求，同时绿色环保、生产成本低、简单易行，应用前景广阔。CN115852194ACN115852194A权利要求书1/2页1.一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，采用快速凝固吹铸、真空气相脱合金和液相化学腐蚀相结合的方式，具体步骤是：第一步，制备A‑B‑Zn合金条带根据母合金中各元素的原子百分比：元素A为5.00％～20.00％，元素B为10.00％～25.00％，其余为Zn，计算所需各原料的质量，称取对应质量的纯金属A、B和锌粒，将三者混合作为母合金原料，放入熔炼炉内，加热至熔融状态后，浇铸成铸锭，随后对A‑B‑Zn合金铸锭进行机械打磨去除表层氧化皮，并使用感应熔炼‑甩带设备制备A‑B‑Zn合金条带；第二步，真空气相脱合金处理将第一步制得的A‑B‑Zn合金条带放入真空管式炉中进行真空气相脱合金处理，制备微米多孔A‑B合金；第三步，液相化学腐蚀处理将第二步制得的微米多孔A‑B合金条带置于水浴加热的腐蚀液中进行液相化学腐蚀，水浴温度为40～60℃，腐蚀900～5400s后，微米级韧带上的B元素被去除，则可制备出具有多级纳米多孔结构的金属A条带；第四步，多级纳米多孔金属条带的后处理和保存将第三步制得的多级纳米多孔金属A条带清洁干燥后放入真空干燥器内保存，备用。2.根据权利要求1所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，第一步中，使用感应熔炼‑甩带设备制备A‑B‑Zn合金条带的具体流程为：在0.1Pa的真空度下，施加30～35.0A感应电流，于1200～1500℃使合金铸锭重熔，使用压力为0.5～1MPa的惰性气体将熔融的液态金属吹出，使其在转速为2000～3000rpm的铜辊上激冷，铸成长度为5～50cm，宽度为2～3mm，厚度为25～40μm的A‑B‑Zn合金条带。3.根据权利要求2所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氩气。4.根据权利要求1所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，第一步中，元素A的质量百分比纯度为99.99％、元素B的质量百分比纯度为99.99％、锌粒的质量百分比纯度为99.99％；元素A选自Ag、Au、Cu、Ni、Co、Mn或Fe；元素B选自Cu、Ni或Al。5.根据权利要求1所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，第二步中，试样的长度为20～30mm。6.根据权利要求1所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，第二步中，真空气相脱合金处理的具体流程为：将试样放入管式炉加热区，通过真空泵将管式炉内气压降至1～10Pa，并通入保护气防止加热过程氧化，管式炉温度设置为350～650℃，保温0.5～3h后随炉冷却，利用高温、高真空下条件下锌元素与其他两种元素的饱和蒸气压差，去除A‑B‑Zn合金中的锌元素，制得具有微米级孔径结构的多孔A‑B合金条带。7.根据权利要求6所述的一种多级纳米多孔金属的制备方法，其特征在于，所述的保护气为流速分别为100～200sccm的氩气和2