CN107130145A - 一种新型金属材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种新型金属材料的制备方法,包括以下步骤：一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2‑3h，得到混合粉末；二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至600‑800℃，保温40‑60min，再程序降至室温，取出得到预成型复合金属层；三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。本发明的制备方法操作简单，工序合理，合成效率高，所制备的金属材料硬度高，强度大，是一种性能优异的复合金属材料，具有高强度和高韧性的双重特性，应用前景广泛，适合工业化大规模生产制造。

Description

一种新型金属材料的制备方法
技术领域
本发明属于金属制造技术领域，具体涉及一种新型金属材料的制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，手机、笔记本电脑等的电池材料已从传统的镍氢、锂离子、聚合物等类型向质轻、高能密度方向发展，电池的壳体多数也已从钢材改为质量较轻的铝材。而电池的外引极端一般采用导电性和耐蚀性都较好的纯镍材料，其与铝质外壳之间的焊接性能差，影响电池的性能，传统上的解决措施是设计合成一种铝/镍层状复合金属带作为焊接过渡层。
目前，国内外常用的铝/镍层状复合金属带的制备方法为热复合工艺或电镀喷涂轧制成型工艺，前者对设备的要求很高，很难推广应用；后者虽然工艺及设备要求相对较低，但制备的复合金属材料的韧性和强度较差，使用寿命短。
综上所述，因此需要一种更好的金属材料的制备方法，来改善现有技术的不足，推动金属制造行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型金属材料的制备方法，本发明的制备方法操作简单，工序合理，合成效率高，所制备的金属材料硬度高，强度大，是一种性能优异的复合金属材料，具有高强度和高韧性的双重特性，应用前景广泛，适合工业化大规模生产制造。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型金属材料的制备方法，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2-3h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至600-800℃，保温40-60min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
优选的，所述步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
优选的，所述步骤一的研磨后混合粉末的粒径为3-8μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
优选的，所述步骤一的溶剂为无水乙醇、丙酮或无水乙醇与丙酮的混合物，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
优选的，所述步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
优选的，所述步骤二的惰性气体为氦气、氩气或氢气。
优选的，所述步骤二的压力为300-500Mpa。
优选的，所述步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为800-1000g。
本发明的有益效果是：
本发明的制备方法操作简单，工序合理，合成效率高，所制备的金属材料硬度高，强度大，是一种性能优异的复合金属材料，具有高强度和高韧性的双重特性，应用前景广泛，适合工业化大规模生产制造。
本发明的步骤一的研磨后混合粉末的粒径为3-8μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
本发明的步骤一的溶剂为无水乙醇、丙酮或无水乙醇与丙酮的混合物，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
具体实施方式
实施例1
一种新型金属材料的制备方法，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至800℃，保温60min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
步骤一的研磨后混合粉末的粒径为3μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
步骤一的溶剂为无水乙醇，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
步骤二的惰性气体为氦气。
步骤二的压力为500Mpa。
步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为1000g。
实施例2
一种新型金属材料的制备方法，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至800℃，保温40min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
步骤一的研磨后混合粉末的粒径为8μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
步骤一的溶剂为丙酮，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
步骤二的惰性气体为氩气。
步骤二的压力为300Mpa。
步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为1000g。
实施例3
一种新型金属材料的制备方法，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至600℃，保温40min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
步骤一的研磨后混合粉末的粒径为3μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
步骤一的溶剂为无水乙醇，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
步骤二的惰性气体为氢气。
步骤二的压力为300Mpa。
步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为800g。
实施例4
一种新型金属材料的制备方法，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨3h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至800℃，保温60min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
步骤一的研磨后混合粉末的粒径为8μm，该粒径大小有利于提高材料的利用率，从而使得本发明的制作成本得到降低。
步骤一的溶剂为无水乙醇与丙酮的混合物，以上成分成本低廉，有效降低本发明的制作成本，并且材料易于制备、易于获取。
步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
步骤二的惰性气体为氦气。
步骤二的压力为300Mpa。
步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为1000g。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉按一定的摩尔比混合，然后转入球磨机内并加入溶剂混合研磨2-3h，得到混合粉末；
二、将步骤一中制备的混合粉末连同模具置于程序升温热压炉内，在惰性气体环境下，程序升温至600-800℃，保温40-60min，再程序降至室温，加压成型得到预成型复合金属层；
三、将步骤三中得到的预成型复合金属层转入坩埚内，再在其上放置铝热剂压块，然后将所述坩埚置入超重力燃烧装置内燃烧成为金属材料即可。
2.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的铝粉、三氧化二铁粉和氧化锌粉的混合摩尔比为4：1：3。
3.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的研磨后混合粉末的粒径为3-8μm。
4.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的溶剂为无水乙醇、丙酮或无水乙醇与丙酮的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二的程序升温速率为120℃/h；所述程序降温速率为60℃/h。
6.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二的惰性气体为氦气、氩气或氢气。
7.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二的压力为300-500Mpa。
8.根据权利要求1所述的一种新型金属材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三的超重力燃烧装置的超重力系数为800-1000g。
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