[发明专利]一种制备多孔非晶态合金块体材料的粉末锻压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备多孔非晶态合金块体材料的粉末锻压成形方法，该方法能够制备孔隙尺寸、孔隙度可控，孔径分布均匀的开孔结构块体多孔非晶态合金材料。

背景技术

非晶态合金由于其原子排列不具有长程原子有序，使其兼有一般金属和玻璃的双重特性，具有优异的物理、化学和力学等性能，近年来得到了广泛的关注。多孔非晶合金材料作为一种新型的多孔材料，具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和能量吸收性能，既具有金属多孔材料的高强度，又具有陶瓷材料的高耐腐蚀性能，是理想的过滤与化学分离、催化和能源用材料，在航空航天、原子能、石油、化工、医药及环境保护等高性能结构、功能和结构功能一体化领域具有重要应用前景。

为了制备出多孔非晶态合金材料，人们开展了许多探索性工作。目前，国内外制备多孔非晶态合金材料的方法主要包括发泡法、熔体渗流铸造法等。1993年Apfel提出采用易挥发、在熔体中不溶解、不发生化学反应的发泡剂与玻璃形成熔体混合，加压熔化，熔体淬火过程中快速减压，分散的发泡液体迅速气化导致产生抑制熔体晶化所需的快速冷却，使熔体均匀冷却，制备泡沫多孔材料。由于减压速率高，可以形成有效的冷却速率，批量制备大块非晶固体通孔泡沫材料[R.E.Apfel，Foam metallic glass.United States Patent，No.5384203，1995]。直到2003年，Schroers等才利用水合B₂O₃(Hydrated B₂O₃)作为发泡剂在熔体中发泡，然后将发泡熔体进行水淬，制备出Pd₄₃Ni₁₀Cu₂₇P₂₀非晶闭孔泡沫材料[JSchroers，C Veazey，W L Johnson，Appl.Phys.Lett.，82(2003)370-372]。由于发泡剂发泡后，会影响熔体淬火过程中的热传递，从而影响非晶的形成及所制备的块体材料的尺寸，他们对这种方法进行了改进，首先对熔体进行水淬得到块体非晶，然后将块体非晶加热到过冷液相区使发泡剂发泡膨胀，获得孔隙度高达85％的Pd₄₃Ni₁₀Cu₂₇P₂₀非晶闭孔泡沫材料[J Schroers，C Veazey，M D Demetriou，W L Johnson，Phys.，96(2004)7723-7730]。2004年，Wada等采用1.5MPa氢气发泡制备了成分为Pd_42.5Cu₃₀Ni_7.5P₂₀的非晶多孔材料，所制备的材料为闭孔材料[T Wada，A Inoue，Mater.Trans.，45(2004)2761-2765]。2007年，Demetriou等用ZrH2作为发泡剂，制备出Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄Y₂C₁₅B₆块体多孔非晶[M D Demetriou，GDuan，C Veazey，K DBlauwe，W L Johnson，Scripta Mater.，57(2007)9？2]。