[发明专利]一种选择性腐蚀制备铝镍纳米纤维的方法

说明书

本发明属于纳米纤维制备技术领域，提供了一种选择性腐蚀制备铝镍纳米纤维的方法，首选采用快速凝固或超重力凝固制备镍原子含量为2～3at.％、包括α‑铝基体和铝镍纤维的铸态铝镍合金；采用质量浓度为10～30％的氢氧化钠溶液对铸态铝镍合金进行选择性腐蚀处理，得到悬浮液；然后过滤悬浮液，得到悬浮颗粒后，对悬浮颗粒进行干燥，得到铝镍纳米纤维。本发明采用快速凝固或超重力凝固制备铸态铝镍合金，能够得到含有α‑铝基体和分布在基体上的铝镍纤维，结合后续质量浓度为10～30％的氢氧化钠的选择性腐蚀处理，使得α‑铝基体溶解于溶液中，而铝镍纤维完整保留悬浮在氢氧化钠溶液中，再通过过滤和干燥过程，得到铝镍纳米纤维。

技术领域

本发明属于纳米纤维技术领域，特别涉及一种选择性腐蚀制备铝镍纳米纤维的方法。

背景技术

纳米纤维是指直径小于100nm而长度较长的线状材料，实际中通常把直径小于1000nm的材料也称为纳米纤维，其比表面积将比微米级纤维高上100倍。由于纳米纤维直径较小，具有较大的比表面积，从而会产生一些特殊的物理化学性质如尺寸效应、分子重导向和尺寸收缩等。纳米纤维以其优异的物理化学性质，受到广泛关注。

目前，常用的纳米纤维的制备方法有静电纺丝法和模板法，这些方法均存在工艺复杂的缺点。选择性腐蚀方式以其简单易行的优势逐渐成为纳米纤维制备的首选方式，选择性腐蚀是指将多相合金中的一种相完全腐蚀掉，而另一种相完全不腐蚀的一种材料研究方法。

例如，文献(Achim Walt等，Nanostructuresfrom directionally solidifiedNiAl–W eutectic alloys,ElectrochimicaActa,2006,52:1799–1804)介绍了一种制备Re或者W纳米丝的新工艺，即先采用定向凝固技术制备NiAl-(Re、W)多相合金，然后采用HCl和H₂O₂的混合液结合适当的电压选择性溶解或腐蚀NiAl基体，得到Re纳米丝或者W纳米丝。但是，该文献报道的HCl和H₂O₂的混合液只能制备Re和W这些特别耐腐蚀的金属的纳米丝，不适于制备耐蚀性较差的铝镍纳米纤维。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种择性腐蚀制备铝镍纳米纤维的方法，本发明提供的方法简单，可通过选择性腐蚀方式制备得到铝镍纳米纤维。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种选择性腐蚀制备铝镍纳米纤维的方法，包括如下步骤：

(1)采用快速凝固或超重力凝固制备铸态铝镍合金；以原子百分比计，所述铸态铝镍合金含有2～3％的镍；铸态铝镍合金包括α-铝基体和分布在所述α-铝基体上的铝镍纤维；

(2)采用氢氧化钠溶液选择性腐蚀所述步骤(1)得到的铸态铝镍合金中的α-铝基体，得到悬浮液；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为10～30％，所述悬浮液中含有铝镍纤维；

(3)过滤所述步骤(2)得到的悬浮液，得到悬浮颗粒；

(4)干燥所述步骤(3)得到的悬浮颗粒，得到铝镍纳米纤维。

优选的，所述步骤(2)中选择性腐蚀处理的时间为1h～2h。

优选的，所述步骤(1)中铸态铝镍合金中α-铝基体和铝镍纤维的质量比为(7.3～11.5)：1。

优选的，所述步骤(1)中快速凝固的方式为甩带快淬，具体包括：将铝镍熔炼液浇注到转动的冷却辊表面。

优选的，所述铝镍熔炼液的温度为750～950℃。

优选的，所述冷却辊的转速为500～1000rpm；所述冷却辊的材质为纯铁或低碳钢。