[发明专利]一种固结纳米尺寸粉末制备块体纳米晶金属材料的方法

权利要求书

1.一种固结纳米尺寸粉末制备块体纳米晶金属材料的方法，其特征在于：采用高温放电等离子烧结对纳米尺寸粉末进行预固结，然后再用剧烈塑性变形在室温下对预固结的粉末进行最终固结，具体步骤如下：

1)原料的选择：原料为金属及其合金的平均尺寸小于100nm的纳米尺寸粉末；

2)用放电等离子烧结进行预固结：将步骤1中的纳米尺寸粉末放入模具中，将装有粉末的模具放入放电等离子烧结设备的腔体中，对模具中的粉末施加单轴压力，将粉末加热到高于0.9倍金属或合金熔点的温度放电等离子烧结，随炉冷却，获得粉末表面氧化膜部分破碎、粉末之间部分区域形成冶金结合的预固结块体材料。

3)用剧烈塑性变形技术进行最终固结：对步骤2中预固结的块体材料，在室温下进行剧烈塑性变形，获得粉末表面氧化膜全部破碎、粉末之间全部区域形成冶金结合的块体纳米晶材料。

2.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述金属及其合金包括铝、铁、铜、镍、钛及其合金。

3.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述步骤2)中施加的单轴压力为50–200MPa。

4.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述步骤2)中的放电等离子烧结时间为5–30分钟。

5.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述步骤2)的升温速率为100–200℃/分钟。

6.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述步骤2)随炉冷却至100–150℃后将预固结块体材料取出。

7.根据权利要求1所述的固结纳米尺寸粉末制备纳米晶金属材料的方法，其特征在于：所述剧烈塑性变形技术包括高压扭转和等通道角挤压，采用高压扭转时压力6-9GPa、扭转圈数10-20圈；采用等通道角挤压时两通道夹角90°-120°、挤压4-16道次。