一种高通量块体合金材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115255365A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210876178.7(22)申请日2022.07.25(71)申请人宁波工程学院地址315000浙江省宁波市海曙区翠柏路89号(72)发明人戴姣燕(74)专利代理机构宁波市鄞州盛飞专利代理事务所(特殊普通合伙)33243专利代理师洪珊珊(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B22F3/24(2006.01)B22F1/05(2022.01)B22F1/06(2022.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高通量块体合金材料的制备方法(57)摘要本发明属于合金材料快速研发和制备领域，涉及一种高通量块体合金材料的制备方法。本发明通过将不同的混合金属粉末依次逐层平铺于石墨模具中，再经过SPS放电等离子烧结炉中进行烧结得到成分真正梯度变化的块体合金材料。本发明制备方法简单，适用性广，适用于大部分金属材料种类，得到的块体合金材料合金成分梯度分布均匀。CN115255365ACN115255365A权利要求书1/1页1.一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将不同的混合金属粉末依次逐层平铺于石墨模具中，然后在SPS放电等离子烧结炉中进行烧结得垂直方向上成分梯度变化的块体合金材料，其中每层混合金属粉末厚度为0.05‑1.5mm。2.根据权利要求1所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，金属粉末包括Cu、Fe、Zn、Sn、Mn、Si、Al、Cr、Zr、In、Ni、Ag、Co、V、Ti、Mg、Be中的至少两种。3.根据权利要求1或2所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，金属粉末的粒径为10‑200um。4.根据权利要求1所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，SPS烧结时间为5～100min，烧结压力为0.1～200Mpa，温度为200‑2500℃。5.根据权利要求1所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，烧结后还包括冷却和热处理。6.根据权利要求5所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，热处理温度为100‑2000℃。7.根据权利要求1所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，金属粉末与石墨模具之间垫有碳纸。8.根据权利要求1所述的一种高通量块体合金材料的制备方法，其特征在于，垂直方向上成分梯度变化的块体合金材料根据成分变化分为10‑1000层。2CN115255365A说明书1/4页一种高通量块体合金材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于合金材料快速研发和制备领域，涉及一种高通量块体合金材料的制备方法。背景技术[0002]传统的新材料研发通常采用“炒菜式”的试错法，研发周期长，研发成本高。高通量制备技术是在相对较短的时间内同时进行多个实验，一次得到多个实验样品或多个成分和多个实验结果，用以替代传统的“逐一”或“单步”的研发模式，实现降低研发成本和缩短研发周期的目标。[0003]现有技术中，高通量薄膜材料样品制备研究较多，但是块体材料的高通量制备仍然比较困难。发明内容[0004]本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种合金浓度梯度变化的高通量块体合金材料的制备方法。[0005]本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高通量块体合金材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：将不同的混合金属粉末依次逐层平铺于石墨模具中，然后在SPS放电等离子烧结炉中进行烧结得垂直方向上成分梯度变化的块体合金材料，其中每层混合金属粉末厚度为0.05‑1.5mm。[0006]在上述的一种高通量块体合金材料的制备方法中，金属粉末包括Cu、Fe、Zn、Sn、Mn、Si、Al、Cr、Zr、In、Ni、Ag、Co、V、Ti、Mg、Be中的至少两种。[0007]在上述的一种高通量块体合金材料的制备方法中，金属粉末的尺寸为10‑200um。通过控制合金粉末的尺寸和形状使材料具有较高致密度。[0008]在上述的一种高通量块体合金材料的制备方法中，SPS烧结时间为5～100min，烧结压力为0.1～200Mpa，温度为200‑2500℃金属粉末熔点。本发明在烧结过程中，使粉末在直流脉冲电流下并通过高温加热，轴向加压使其表面活化，从而将样品烧结成直径为10‑30mm的圆柱形块体，成分在垂直方向梯度变化。[0009]在上述的一种高通量块体合金材料的制备方法中，步骤S4后还包括冷却和热处理。[0010]在上述的一种高通量块体合金材料的制备方法中，热处理温度为100‑2000℃。通过热处理后本发明垂直方向上成分梯度变化的块体材料每层之间没有界面，整体呈现出合金浓度连续变化。一个样品中含多个成分