本發(fā)明屬于金屬制造技術領域,具體涉及一種新型金屬材料的制備方法。
背景技術:
隨著科學技術的發(fā)展,手機、筆記本電腦等的電池材料已從傳統(tǒng)的鎳氫、鋰離子、聚合物等類型向質輕、高能密度方向發(fā)展,電池的殼體多數(shù)也已從鋼材改為質量較輕的鋁材。而電池的外引極端一般采用導電性和耐蝕性都較好的純鎳材料,其與鋁質外殼之間的焊接性能差,影響電池的性能,傳統(tǒng)上的解決措施是設計合成一種鋁/鎳層狀復合金屬帶作為焊接過渡層。
目前,國內外常用的鋁/鎳層狀復合金屬帶的制備方法為熱復合工藝或電鍍噴涂軋制成型工藝,前者對設備的要求很高,很難推廣應用;后者雖然工藝及設備要求相對較低,但制備的復合金屬材料的韌性和強度較差,使用壽命短。
綜上所述,因此需要一種更好的金屬材料的制備方法,來改善現(xiàn)有技術的不足,推動金屬制造行業(yè)的發(fā)展。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種新型金屬材料的制備方法,本發(fā)明的制備方法操作簡單,工序合理,合成效率高,所制備的金屬材料硬度高,強度大,是一種性能優(yōu)異的復合金屬材料,具有高強度和高韌性的雙重特性,應用前景廣泛,適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)制造。
本發(fā)明提供了如下的技術方案:
一種新型金屬材料的制備方法,包括以下步驟:
一、將鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉按一定的摩爾比混合,然后轉入球磨機內并加入溶劑混合研磨2-3h,得到混合粉末;
二、將步驟一中制備的混合粉末連同模具置于程序升溫熱壓爐內,在惰性氣體環(huán)境下,程序升溫至600-800℃,保溫40-60min,再程序降至室溫,加壓成型得到預成型復合金屬層;
三、將步驟三中得到的預成型復合金屬層轉入坩堝內,再在其上放置鋁熱劑壓塊,然后將所述坩堝置入超重力燃燒裝置內燃燒成為金屬材料即可。
優(yōu)選的,所述步驟一的鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉的混合摩爾比為4:1:3。
優(yōu)選的,所述步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為3-8μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
優(yōu)選的,所述步驟一的溶劑為無水乙醇、丙酮或無水乙醇與丙酮的混合物,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
優(yōu)選的,所述步驟二的程序升溫速率為120℃/h;所述程序降溫速率為60℃/h。
優(yōu)選的,所述步驟二的惰性氣體為氦氣、氬氣或氫氣。
優(yōu)選的,所述步驟二的壓力為300-500mpa。
優(yōu)選的,所述步驟三的超重力燃燒裝置的超重力系數(shù)為800-1000g。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的制備方法操作簡單,工序合理,合成效率高,所制備的金屬材料硬度高,強度大,是一種性能優(yōu)異的復合金屬材料,具有高強度和高韌性的雙重特性,應用前景廣泛,適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)制造。
本發(fā)明的步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為3-8μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
本發(fā)明的步驟一的溶劑為無水乙醇、丙酮或無水乙醇與丙酮的混合物,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
具體實施方式
實施例1
一種新型金屬材料的制備方法,包括以下步驟:
一、將鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉按一定的摩爾比混合,然后轉入球磨機內并加入溶劑混合研磨2h,得到混合粉末;
二、將步驟一中制備的混合粉末連同模具置于程序升溫熱壓爐內,在惰性氣體環(huán)境下,程序升溫至800℃,保溫60min,再程序降至室溫,加壓成型得到預成型復合金屬層;
三、將步驟三中得到的預成型復合金屬層轉入坩堝內,再在其上放置鋁熱劑壓塊,然后將所述坩堝置入超重力燃燒裝置內燃燒成為金屬材料即可。
步驟一的鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉的混合摩爾比為4:1:3。
步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為3μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
步驟一的溶劑為無水乙醇,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
步驟二的程序升溫速率為120℃/h;所述程序降溫速率為60℃/h。
步驟二的惰性氣體為氦氣。
步驟二的壓力為500mpa。
步驟三的超重力燃燒裝置的超重力系數(shù)為1000g。
實施例2
一種新型金屬材料的制備方法,包括以下步驟:
一、將鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉按一定的摩爾比混合,然后轉入球磨機內并加入溶劑混合研磨2h,得到混合粉末;
二、將步驟一中制備的混合粉末連同模具置于程序升溫熱壓爐內,在惰性氣體環(huán)境下,程序升溫至800℃,保溫40min,再程序降至室溫,加壓成型得到預成型復合金屬層;
三、將步驟三中得到的預成型復合金屬層轉入坩堝內,再在其上放置鋁熱劑壓塊,然后將所述坩堝置入超重力燃燒裝置內燃燒成為金屬材料即可。
步驟一的鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉的混合摩爾比為4:1:3。
步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為8μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
步驟一的溶劑為丙酮,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
步驟二的程序升溫速率為120℃/h;所述程序降溫速率為60℃/h。
步驟二的惰性氣體為氬氣。
步驟二的壓力為300mpa。
步驟三的超重力燃燒裝置的超重力系數(shù)為1000g。
實施例3
一種新型金屬材料的制備方法,包括以下步驟:
一、將鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉按一定的摩爾比混合,然后轉入球磨機內并加入溶劑混合研磨2h,得到混合粉末;
二、將步驟一中制備的混合粉末連同模具置于程序升溫熱壓爐內,在惰性氣體環(huán)境下,程序升溫至600℃,保溫40min,再程序降至室溫,加壓成型得到預成型復合金屬層;
三、將步驟三中得到的預成型復合金屬層轉入坩堝內,再在其上放置鋁熱劑壓塊,然后將所述坩堝置入超重力燃燒裝置內燃燒成為金屬材料即可。
步驟一的鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉的混合摩爾比為4:1:3。
步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為3μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
步驟一的溶劑為無水乙醇,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
步驟二的程序升溫速率為120℃/h;所述程序降溫速率為60℃/h。
步驟二的惰性氣體為氫氣。
步驟二的壓力為300mpa。
步驟三的超重力燃燒裝置的超重力系數(shù)為800g。
實施例4
一種新型金屬材料的制備方法,包括以下步驟:
一、將鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉按一定的摩爾比混合,然后轉入球磨機內并加入溶劑混合研磨3h,得到混合粉末;
二、將步驟一中制備的混合粉末連同模具置于程序升溫熱壓爐內,在惰性氣體環(huán)境下,程序升溫至800℃,保溫60min,再程序降至室溫,加壓成型得到預成型復合金屬層;
三、將步驟三中得到的預成型復合金屬層轉入坩堝內,再在其上放置鋁熱劑壓塊,然后將所述坩堝置入超重力燃燒裝置內燃燒成為金屬材料即可。
步驟一的鋁粉、三氧化二鐵粉和氧化鋅粉的混合摩爾比為4:1:3。
步驟一的研磨后混合粉末的粒徑為8μm,該粒徑大小有利于提高材料的利用率,從而使得本發(fā)明的制作成本得到降低。
步驟一的溶劑為無水乙醇與丙酮的混合物,以上成分成本低廉,有效降低本發(fā)明的制作成本,并且材料易于制備、易于獲取。
步驟二的程序升溫速率為120℃/h;所述程序降溫速率為60℃/h。
步驟二的惰性氣體為氦氣。
步驟二的壓力為300mpa。
步驟三的超重力燃燒裝置的超重力系數(shù)為1000g。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。