[发明专利]一种制备Al2

说明书

一种制备Al₂Cu双相单晶颗粒的方法，其主要是按原子配比Al:Cu＝85‑86:14‑15的比例，将Al与Cu的高纯混合粉末利用粉末压片机施加2‑3MPa压力并保持180s，获得预制块体；将制得的预制块体放入氮化硼坩埚中，将氮化硼坩埚、管状石墨炉、石墨片、氮化硼片按相应顺序组装后置于六面顶压机中，压力设置在3‑5GPa之间，峰值温度控制在750‑800℃，保温30min；温度降至450‑500℃时保温1‑2h。本发明具有工艺简单，操作方法确实可行，设备简单等优点，生成单晶颗粒质量好颗粒大的优势，应用广泛。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，特别涉及一种单晶颗粒的制备方法。

背景技术

当今社会科学技术发展日新月异，发现与合成的材料数不胜数。Al-Cu合金是一种典型的合金体系，具有很多的合金相比如Al₂Cu、AlCu₃以及Al₄Cu₉等等，性能优良，应用广泛。材料的应用由其性能来决定，而性能由结构决定。为了了解一种材料，仅仅进行性能测试是不够的，性能是一种宏观的表现，某些细节从性能测试中无法得知，因此还应该进行结构的测试分析。单晶对于结构测试来说是最完美的实验载体。现有制备Al₂Cu单晶的方法很多，最常用的方式是真空氩气保护条件下用电弧炉熔炼金属件，然后水冷至室温。然后再将熔体铸造成所需尺寸的圆柱体铸件。此后将圆柱体铸件放入尺寸适当的坩埚中，在惰性气体保护条件下进行布里奇曼式晶体生长。这一方法最主要的缺陷是流程复杂，耗时很长，而且每次熔炼都需要消耗较多材料，且由于块体的切割原因，材料配比上不如粉末烧结精确。

发明内容

本发明目的提供一种工艺简单、方法可行、使用常规设备制备Al₂Cu双相单晶颗粒的方法。本发明主要是利用高压法制备Al₂Cu单晶，对高纯的Al粉末和Cu粉末均匀混合之后进行简单机械制样，然后用六面顶压机加温加压从而直接制得含双相单晶颗粒的块体复合材料。

本发明的方法如下：

(1)按原子配比为Al 85-86％、Cu 14-15％的比例，按将Al与Cu的高纯混合粉末利用粉末压片机施加2-3MPa压力并保持180s来获得预制块体。

(2)将石墨炉管状炉体两端用叶腊石片密封，石墨炉中套装氮化硼坩埚，坩埚两端用氮化硼片密封，同时石墨炉两端用石墨片封堵，起密封及导电作用，然后将上述管状石墨炉体、氮化硼坩埚、氮化硼片、叶腊石片以及石墨片连同六面顶压机使用的叶腊石方块以及导电钢圈放于温度为100-200℃的烘干箱中烘干3小时备用。

(3)将步骤(1)中制备的预制块体放入步骤(2)中预烘干的氮化硼坩埚中，将氮化硼坩埚、管状石墨炉、石墨片、氮化硼片按相应顺序组装后置于六面顶压机中，压力设置在3-5GPa之间，峰值温度控制在750℃-800℃，保温 30min；温度降至450℃-500℃保温1-2h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、工艺简单，操作方法确实可行，所需设备较为常规设备。

2、不需要对原材料过多的处理就可以直接使用原材料来合成单晶，生成单晶颗粒质量较好，并且可以满足多种单晶成分的制备，应用广泛。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的Al₂Cu单晶的SEM/EDS图及Area 1与2的成分。

图2为本发明实施例2制备的Al₂Cu单晶的SEM图。

图3为本发明实施例3制备的Al₂Cu单晶的SEM图