[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

摘要

本发明涉及一种固结纳米尺寸粉末制备块体纳米晶金属材料的方法。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。通过放电等离子烧结进行纳米尺寸粉末预固结，可“固定”粉末，阻止纳米尺寸粉末在剧烈塑性变形固结过程中的转动和滑动，只发生剪切变形导致粉末表面氧化膜的完全破碎、粉末之间冶金结合的完全形成、粉末之间孔隙的完全充填，提高了用剧烈塑性变形固结纳米尺寸粉末制备块体纳米晶金属材料的可行性；在预固结过程中粉末基本不长大，保持了最终块体金属材料中晶粒的纳米尺寸；可对任何金属及其合金的纳米尺寸粉末通过预固结“固定”、通过最终剧烈塑性变形固结获得块体纳米晶金属材料。

主权项

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。