一种金属微孔材料及其制备方法与制造工艺

文档序号:11146584
一种金属微孔材料及其制备方法与制造工艺
本发明涉及一种金属微孔材料及其制备方法,属于材料合成与加工领域。

背景技术:
近年来金属微孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。金属微孔材料是20世纪80年代后期国际上迅速发展起来的,该材料是一种具有明显空隙特征的金属材料,由于微孔的存在而呈现出一系列有别于金属致密材料的特殊功能,如:密度小、刚度大、比表面积大、吸能减震性好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高,广泛应用于冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药等工业过程中的过滤分离、流体渗透与分布控制、液态化、高效燃烧、强化传质传热、阻燃防爆等。基于金属微孔材料的广泛应用,目前亟需研究一种新的金属微孔材料以及其制备方法,以期该金属微孔材料具有更加优异的性能,扩大了其应用范围。

技术实现要素:
本发明的技术解决的问题是:提出了一种新型金属微孔材料及其制备方法,突破了以铝为主要研究对象的金属微孔材料的研究现状,获得了高熔点的金属微孔材料。本发明采用的技术方案如下:本发明提供一种金属微孔材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将钛粉末和硼粉末混合均匀,利用3D打印金属激光烧结技术在2800~3200℃下将混合金属粉末打印成所需形状的材料;(2)将步骤(1)中具有所需形状材料加热至2500~2700℃,使未完全反应的硼和钛部分或全部液化,流出所述所需形状材料外,即得到所需形状的金属微孔材料。步骤(1)中,利用3D打印技术的激光提供2800~3200℃的温度使所述钛粉末和硼粉末发生反应,根据硼粉末和钛粉末混合比例不同,所得材料含有二硼化钛及未完全反应的硼和钛。所述钛粉末的大小为15~45μm,硼粉末的大小为小于5μm。选择此粒径金属粉末的原因是:一是满足3D打印条件;二是从最后得到的金属微孔材料的性能考虑,选择此粒径粉末得到的金属微孔材料性能优异。若是选择其他尺寸的粉末,要重新确定3d打印的工艺条件,同时材料性能也发生一些变化。经过大量实验,本尺寸粉末为最优粉末。进一步的,为了能够得到金属微孔材料,所述硼粉末和钛粉末未按照2:1的摩尔比例混合。进一步的,硼粉末和钛粉末混合时采用的设备为行星球混合机(型号:RetschPM200),混合参数:转速150~250rpm进行5~7h(优选的为转速200rpm、6h),每5分钟停留10秒。进一步的,为了得到理想结构的金属微孔材料,所述钛粉和硼粉的反应温度为3000℃。进一步的,为了获得性能较好的金属微孔材料,3D打印技术的加工参数为:180~220W,激光直径为60~80μm;更进一步的,所述参数为:200W,激光直径为70μm。本发明还提供一种上述制备方法得到的金属微孔材料,该金属微孔材料的组成为:TiB2的质量百分含量为55~65%,剩余为TiB和Ti...
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