專利名稱：塊體Fe₃Al納米晶材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
'本發(fā)明涉及一種塊體納米晶材料的制備方法。
背景技術(shù)：
室溫脆性是影響金屬間化合物材料廣泛使用的主要障礙。晶粒尺寸的納米 化有望解決其普遍存在的室溫脆性問題。隨著近幾十年納米材料技術(shù)的不斷發(fā) 展成熟，各國研究者都在考慮利用納米材料技術(shù)進(jìn)一步解決金屬間化合物的室
溫脆性等問題。但是，傳統(tǒng)的從納米顆粒出發(fā)的熱壓工藝存在制備技術(shù)復(fù)雜、成 本高、材料質(zhì)量不高(例如材料中存在大量空洞)、顆粒納米尺寸難以保持等缺 點。而最近幾年發(fā)展起來的大變形法很難得到晶粒尺寸小于100nm的材料，并 且基本局限于金屬材料。因此，至今還沒有一種獲得塊體納米結(jié)構(gòu)材料的簡便、 成本低且可放大工業(yè)化生產(chǎn)的工藝，這一問題嚴(yán)重地阻礙著納米晶材料的研究 與工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供 一種塊體納米晶材料及其制備方法。 本發(fā)明的塊體納米晶材料，按質(zhì)量百分比計，其組分為AI10 13。/。， Fe 73~82%， Mn5~15%。
本發(fā)明的塊體納米晶材料的制備方法，按AI26 31。/。， Fe2〇345~65%， Mn 3 10。/。的組分稱取粉末金屬，將稱好的粉末在球磨機中混合16小時，然后將混 合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在60MPa的壓力下壓 實，在其表面放上引燃劑，然后在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹 掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至18(TC時再次排氣，然后通入 8MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260'C左右時引燃劑開始反 應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。
本發(fā)明的有益效果是降低了材料生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
具體實施例方式
實施例1:
按質(zhì)量百分比計，稱取AI31。/。， Fe2〇365%， Mn3。/。的粉末金屬，將稱好 的粉末在行星式球磨機中混合16小時，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底 材的銅模具中并用壓力機在60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后 在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等 到容器溫度升至18CrC時再次排氣，然后通入8MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。 當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到26(TC左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱,從而引發(fā)反 應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷 卻至室溫制得合金。按質(zhì)量百分比計，得到的合金組分為AM3%, Fe82%, Mn5%，性能數(shù)據(jù)硬度(HV): 248,屈服強度a02=745Mpa,晶粒尺寸 42nm。
實施例2:
按質(zhì)量百分比，稱取AI28。/。， Fe20361%， Mn6。/。的粉末金屬，將稱好的 粉末在行星式球磨機中混合16小時，在其表面放上引燃劑，然后將混合好的反 應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在60MPa的壓力下壓實，在鋁熱 反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器 溫度升至18CrC時再次排氣，然后通入8MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容 器內(nèi)溫度達(dá)到26CTC左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物 料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至 室溫制得合金。按質(zhì)量百分比計，得到的合金成份為Al 12%， Fe 78%, Mn 10%。 性能數(shù)據(jù)硬度(HV): 291，屈服強度aa2=945Mpa,晶粒尺寸16 nm。
實施例3:
按質(zhì)量百分比，稱取AI26。/。， Fe20357%， Mn8。/。的粉末金屬，將稱好的
粉末在行星式球磨機中混合16小時，在其表面放上引燃劑，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在60MPa的壓力下壓實，在鋁熱 反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器 溫度升至18CTC時再次排氣，然后通入8MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器 內(nèi)溫度達(dá)到26(TC左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料 間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室 溫制得合金。按質(zhì)量百分比計，得到的合金成份為AI11%， Fe73%, Mn 15%。 性能數(shù)據(jù)硬度(HV): 246,屈服強度a02=700Mpa,晶粒尺寸32 nm。
權(quán)利要求
1、塊體Fe3Al納米晶材料，按質(zhì)量百分比計，其組分為Al10～13％，F(xiàn)e73～82％，Mn5～15％。
2、 .塊體Fe3AI納米晶材料的制備方法，按AI 26~31%， Fe2〇345 65%， Mn 3 10%的組分稱取粉末金屬，將稱好的粉末在球磨機中混合16小時，然后將混合好的 反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機在60MPa的壓力下壓實，在其 表面放上引燃劑，然后在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容 器排除其中的空氣，等到容器溫度升至18CTC時再次排氣，然后通入8MPa的氬 氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到26(TC左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出 大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn) 物在
全文摘要
塊體Fe₃Al納米晶材料及其制備方法，按質(zhì)量百分比計，其組分為Al10～13％，F(xiàn)e 73～82％，Mn 5～15％；其制備方法為按Al 26～31％，F(xiàn)e₂O₃ 45～65％，Mn 3～10％的組分稱取粉末金屬，放在球磨機中混合16小時，然后置于銅模具中并用壓力機壓實，在其表面放上引燃劑，然后在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180℃時再次排氣，然后通入8MPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260℃左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。
文檔編號C22C38/06GK101519750SQ20081023218
公開日2009年9月2日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者喇培清, 程春杰, 陽 趙 申請人:蘭州理工大學(xué)