[发明专利]一种Ca3Si合金材料及其高温高压制备方法

摘要

本发明公开了一种Ca₃Si合金材料及其高温高压制备方法，属于合金材料制备领域。所述的Ca₃Si合金材料中，Ca和Si的成分摩尔比为3~3.5:1，空间群为，晶格常数为4.8336Å，Si原子占据四个顶点，而Ca原子在立方体的6个面心，其制备方法为：以Ca粉和Si粉为原料，Ca粉和Si粉的摩尔比为3.0~3.5:1，经混料压块、组装、高温高压合成、冷却卸压的工艺过程制得Ca₃Si合金材料，压力为5~15 GPa，合成温度为1200~2000K。本发明具有工艺简单、操作容易、成本低和产品组分易控制等优势，所得的立方相Ca₃Si块状合金，产品纯度较高，结合紧密，有较好的产业化前景。

主权项

1. 一种Ca₃Si合金材料的制备方法，其特征在于：所述Ca₃Si合金材料的Ca和Si的原料摩尔比为3~3.5:1，空间群为，晶格常数为4.8336 Å，Si原子占据四个顶点，而Ca原子在立方体的6个面心；所述Ca₃Si合金材料的制备方法为：以Ca粉和Si粉为原料，经混料压块、组装、高温高压合成和冷却卸压的工艺过程制得Ca₃Si合金材料，具体包括以下步骤：（1）混料压块：将Ca粉和Si粉按摩尔比3.0~3.5:1在Ar保护气氛下放入球磨罐中进行球磨，得到混合物，按合成腔体大小压成块状；（2）组装：将步骤（1）所得块状胚料装入加热容器，放入合成腔体中；（3）高温高压合成：将步骤（2）组装好的胚料在压力为5~15 GPa、温度为1200~2000K下保温保压20~100分钟；（4）冷却卸压：停止加热后先保压5~10分钟后再卸压，随后自然冷却至室温，制得Ca3Si合金材料；步骤（1）中球磨工艺参数为：球料质量比为10:1；研磨球径为0.5cm；转速为1000~2000 rpm；球磨时间为30~80 h。