[发明专利]一种金属间化合物纳米颗粒的原位合成方法

摘要

一种金属间化合物纳米颗粒的原位合成方法，属于纳米颗粒材料合成技术领域。其特征是以低熔点锡或镁金属及合金微米粉和高熔点金属及合金微米粉为原料，将其均匀混合并压制成块体靶材作为自耗性阳极，在活性和惰性气体混合气氛中，利用等离子体热源蒸发块体靶材，经气-液-固相转变过程，原位形成锡基和镁基二元或多元金属间化合物纳米颗粒。本发明的效果和益处是采用复合块体靶材，原位合成金属间化合物纳米颗粒，具有方法简单、成本低廉、杂质少、颗粒形态规整、适于规模化生产的特点。本发明制备的锡基或镁基金属间化合物纳米颗粒在锂离子负极材料、储氢材料等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1、一种金属间化合物纳米颗粒的原位合成方法，包括将低熔点金属和高熔点金属或合金微米粉体作为原料，均匀混合并压成块体靶材作为阳极，在活性和惰性气体混合气氛中，利用等离子体热源蒸发块体靶材，经气-液-固相转变过程，原位形成锡基和镁基二元或多元金属间化合物纳米颗粒，其具体特征工艺步骤如下：(1)首先将低熔点金属和高熔点金属微米粉均匀混合并压制成块体靶材，原料质量配比在20∶1～1∶20范围，根据金属间化合物纳米颗粒的结构特点和块体靶材导电性具体确定；作为预处理，块体靶材在真空中低温烧结以利于成分均匀和提高导电性；将块体靶材作为阳极，钨棒或碳棒作为阴极，两极均安装水冷装置；(2)将反应室抽真空，充入活性和惰性混合气体，利用直流电弧等离子体热源，在反应室内对块体靶材进行放电蒸发；(3)阳极块体靶材被高温等离子体快速蒸发，经过气态-液态-固态的转变，即蒸发、扩散和凝固过程形成金属间化合物纳米颗粒粉体，沉积在有水冷装置的反应室壁上；蒸发结束后，断电弧；待漂浮的粉体沉积在反应室壁后，抽出氢气和氩气或氦气混合气体；冲入微量氧气或空气，静置6～12小时完成钝化工艺；冲入一个大气压的空气，经过充放气循环过程，打开反应室门，取出粉体样品。