本发明涉及金属粉末制造复合层状材料、半成品或制品，属于一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法。
背景技术：
迄今为止，在许多的专利和科学文献中都提到了一种新型的多层材料，这种多层材料不仅具有在不同的环境条件下够释放能量的特性，还具备以下特性：1)多层材料的每层的厚度2nm至2500nm，层数最多7000层，总厚度不超过600μm；2)每层的参数：宽大于0.5cm，长大于1cm；3)能量释放参数：反应能量释放过程的起始温度是400℃，能量释放最多1100-4000j/g(取决于成分)，局部反应能量释放的功率不少于106j/g*s；4)燃烧波传播的线速度为0.05至14.0m/s；5)工作温度的范围不超过3100к。
由于上述多层材料的特性，也演变出了一种新的连接材料的方法，即采用上述多层材料作为不同材料的连接材料，该种多层材料可以根据被连接材料的特性作出调整，保障多个行业领域的产品的质量可靠性。
上述多层材料包括有金属-金属多层材料以及金属-非金属多层材料，其一种制备方法为：在冷却基片表面上逐层磁控溅射靶材料(负极)，逐层真空沉积，使用机械装置改变结构(在行星研磨机里轧制和加工)。
例如在俄国专利文献ru2120930、ru2165475、ru2192501、ru2226227、ru2413035、ru2479382、ru2536019、ru5203977、ru5266132、ru5490911以及ru6736942中公开的制备方法，具体为：在基片表面进行磁控溅射阴极材料，将相关成分经逐层真空离子沉积在基片的方法，使用机械装置改变结构的方法。但由于上述这些方法的产能较低，以及在制备过程中所使用的设备和配件都很昂贵，导致材料的应用范围受到限制，无法得到扩展。
制备该种多层结构材料的最便宜的制备技术工艺为：将主要成分的混合粉末进行轧制。然而，对这种方法进行详细研究会发现，在材料的第一阶段想要维持材料的强度具有很大的难度，而这却是之后可塑材料各层之间电镀轧制的重要前提条件。这些方法的第二个特征是电镀轧制本身的难度，因为可塑材料和第一阶段获得的条材在机械性能上有差异，这就限制了最终产品的厚度，同时，也限制了材料的物理性质。
制备永久性连接材料的更有前景的方法是在连接点引入第三材料(元素)作为连接元素的方法，以及在不引入第三材料(元素)情况下，使用该多层材料作为连接面的融化活化剂。
第一类方法是根据2011年4月20日发布的专利ru2416517，对钛基上的金属元件焊接，和在碳化硅或碳基础上的陶瓷部件焊接进行了描述。但是，该焊接连接方式是非工艺性的，因为需要使用具有不同程度形变的附加元件(衬垫)。此外，还需使用低功耗的含аg-сu-тi的焊料。
第二种方法是在2012年2月29日发布的专利ru2479382中，作者所选择的一种标准方法。
根据№2479382号专利，制备用于材料永久性连接的多层含能箔片的方法，规定通过机械方式改变其结构制备纳米结构箔片，在行星研磨机内搅拌混合物粉末并对其进行激活，并使用辊式破碎机以一定的线性速度将混合物压制成型。
但是所制备的箔片强度不够，不适合常压和真空密封，也不能保证在不均匀的表面上连接的牢固性。此外，在两种材料进行连接的过程中箔片释放能量将材料表面融化，因此最终得到的产品是无法进行再修复的。
技术实现要素：
本发明在于研发和完善该种新型多层材料的制备方法，同时扩展他们的产品名录。
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合初始材料和合金材料，形成混合材料，研磨混合材料，筛选出粒径大于220μm的颗粒，而后轧制成厚度小于等于150μm的箔片；
(2)向箔片喷涂涂层金属，使涂层金属在箔片外部形成厚度为1nm-7μm的金属涂层；
(3)在30-150℃下，对步骤(2)中得到的具有金属涂层的箔片轧制。
优选的是，所述的制备方法中，所述初始材料包括第iib-vib族、iia-via族以及第viii族中的金属或金属氧化物的一种或几种。
优选的是，所述的制备方法中，所述初始材料的粒径为微米或纳米。
优选的是，所述的制备方法中，所述合金材料包括第ivb、vb和vib族中的金属或金属氧化物的一种或几种。
优选的是，所述的制备方法中，所述合金材料的粒径为微米或纳米。
优选的是，所述的制备方法中，在所述混合材料中，所述合金材料的质量为所述混合材料质量的0.15％-2％。
优选的是，所述的制备方法中，所述涂层金属包括аg、сu、in、ti、аu、рt、sn和рd中的一种或几种。
优选的是，所述的制备方法中，采用行星研磨机对混合材料研磨。
优选的是，所述的制备方法中，在惰性气体和磁场强度为50-80a/m下，筛选出粒径大于220μm的颗粒。
优选的是，所述的制备方法中，还包括对研磨后的混合物料进行干燥的步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供了一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，制备出的可塑薄型多层纳米结构箔具有较高的强度，保证了连接材料的整个接触面具有同样的牢固性，同时如在有必要的情况下也不影响连接材料分离开。从而也扩展了箔片的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备出的产品1的横截面照片。
图2为实施例1制备出的产品1的纵截面照片。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)将初始材料和合金材料混合，得到混合材料，混合材料包括如下质量百分数的组分：аl(36.80％),ni(57.70％),v(4.76％),аg(0.74％)；将混合材料置于行星研磨机中研磨，得到混合颗粒，其中行星研磨机内研磨球与混合材料的质量比为56:1，转速为42转/秒；
(2)对所获得的混合颗粒(不用从惰性气体环境中取出)进行干燥，并在弱磁场80a/m下环境中进行筛选，筛选出粒径大于220μm的颗粒，选择粒径大于220μm的颗粒是为了在材料进行活化时获得更大的合成波速率；
(3)对在弱磁场中筛选得到混合颗粒进行精密热轧，得到厚度为71μm的箔片；精密四辊轧机有4个能加热至120℃的金属轧辊。轧辊彼此交错排列，为的是在强烈压紧状态下消除混合物对轧辊的粘附；
(4)用热涂层金属对上一步制备得到的箔片进行双面的可塑金属气体热喷涂，形成厚度为6μm的金属涂层，其中，用于涂层金属包括：аg(59.0％),сu(27.25％),in(12.5％),тi(1.25％)；
(5)对(4)中得到的具有金属涂层的箔片进行热轧，得到产品1。
实施例2
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)将аl、ni、v、аg、сuo和in混合初混合，得到混合材料，通过检测，得到混合材料中的各元素的百分比为аl(14.79％),ni(22.63％),v(2.03％),аg(30.80％),сu(10.89％),in(6.64％),o(12.22％)；将混合材料置于行星研磨机中研磨，得到混合颗粒，其中行星研磨机内研磨球与混合材料的质量比为56:1，转速为42转/秒；
(2)对所获得的混合颗粒(不用从惰性气体环境中取出)进行干燥，并在弱磁场80a/m下环境中进行筛选，筛选出粒径大于220μm的颗粒，选择粒径大于220μm的颗粒是在材料进行活化时获得更大的合成波速率；
(3)对在弱磁场中进行筛选过的混合颗粒进行精密热轧，得到厚度为80μm的箔片；精密四辊轧机有4个能加热至120℃的金属轧辊。轧辊彼此交错排列，为的是在强烈压紧状态下消除混合物对轧辊的粘附；
(4)用热涂层金属对上一步制备得到的箔片进行双面的可塑金属气体热喷涂，形成厚度为5μm的金属涂层，其中，用于涂层金属包括：sn(65％)，cu(30％)，ag(5％)；
(5)对(4)中得到的具有金属涂层的箔片进行热轧，得到产品2。
实施例3
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)将初始材料和合金材料混合，得到混合材料，混合材料包括如下质量百分数的组分：аl(36.80)％,ni(57.70)％,v(4.76)％,аg(0.74)％；将混合材料置于行星研磨机中研磨，得到混合颗粒，其中行星研磨机内研磨球与混合材料的质量比为56:1，转速为42转/秒；
(2)对所获得的混合颗粒(不用从惰性气体环境中取出)进行干燥，并在弱磁场50a/m下环境中进行筛选，筛选出粒径大于220μm的颗粒，选择粒径大于220μm的颗粒是在材料进行活化时获得更大的合成波速率；
(3)对在弱磁场中进行筛选过的混合颗粒进行热轧，得到厚度为100μm的箔片；精密四辊轧机有4个能加热至120℃的金属轧辊。轧辊彼此交错排列，为的是在强烈压紧状态下消除混合物对轧辊的粘附；
(4)对上一步制备得到的箔片进行双面的可塑金属气体热喷涂，形成厚度为7nm的金属涂层，其中，用于热喷涂的合金包括：sn(65％)，cu(30％)，ag(5％)；带镀层的箔片可以被用作在金属或陶瓷基板表面固定元器件；在这个阶段，获得的箔片样品经过热轧可达到一定的厚度。结果是，制备获得的箔片厚度不超过150微米，其中至少一层物质是处于稳定平衡状态，以及经双面气体热喷涂后的活化金属层(厚度1纳米-7微米)。箔片中间层是由主要制剂中分子聚集物组成，对该中间层进行局部活化发生合成反应，能量以均匀速度进行传递，并且伴随着波浪式的热量释放，同时将箔片外层金属涂层融化，从而将不同材质进行焊接连接(金属--陶瓷)。
(5)对(4)中得到的具有金属涂层的箔片进行热轧，得的产品3。
实施例4
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)将初始材料cr和合金材料ti混合，得到混合材料，合金材料的质量为混合材料质量的0.15％，将混合材料置于行星研磨机中研磨，得到混合颗粒，其中行星研磨机内研磨球与混合材料的质量比为56:1，转速为42转/秒；
(2)对所获得的混合颗粒(不用从惰性气体环境中取出)进行干燥，，并在弱磁场60a/m下环境中进行筛选，筛选出粒径大于220μm的颗粒，选择粒径大于220μm的颗粒是在材料进行活化时获得更大的合成波速率；
(3)对在弱磁场中进行筛选过的混合颗粒进行精密热轧，得到厚度为100μm的箔片；精密四辊轧机有4个能加热至120℃的金属轧辊。轧辊彼此交错排列，为的是在强烈压紧状态下消除混合物对轧辊的粘附；
(4)对上一步制备得到的箔片进行双面的可塑金属气体热喷涂，形成厚度为20nm金属涂层，其中，用于热喷涂的合金包括：55.0％pd,29.25％сu,12.5％pt,3.25％au；
(5)对(4)中得到的具有金属涂层的箔片进行热轧，得到产品4。
实施例5
一种用于材料连接的多层含能纳米结构箔的制备方法，包括如下步骤：
(1)将初始材料mg和合金材料mo混合，得到混合材料，合金材料的质量为混合材料质量的2％，将混合材料置于行星研磨机中研磨，得到混合颗粒，其中行星研磨机内研磨球与混合材料的质量比为56:1，转速为42转/秒；
(2)对所获得的混合颗粒(不用从惰性气体环境中取出)进行干燥，并在弱磁场70a/m下环境中进行筛选，筛选出粒径大于220μm的颗粒，选择粒径大于220μm的颗粒是在材料进行活化时获得更大的合成波速率；
(3)对在弱磁场中进行筛选过的混合颗粒进行精密热轧，得到厚度为50μm的箔片；精密四辊轧机有4个能加热至120℃的金属轧辊。轧辊彼此交错排列，为的是在强烈压紧状态下消除混合物对轧辊的粘附；
(4)对上一步制备得到的箔片进行双面的可塑金属气体热喷涂，形成厚度为7μm金属涂层，其中，用于热喷涂的合金包括：45.0％ag,30.0％cu,12.5％in,3.25％pd,9.25％pt；
(5)对(4)中得到的具有金属涂层的箔片进行热轧，得到产品5。
效果验证
对实施例1和2制备的到产品1和产品2的性质进行检测，检测结果见表1。
表1
采用原子力显微镜аgilеnt5500аfм对产品1进行检测，图1是产品1的横截面，图2是产品1的纵向照片。
从使用该方法获得的产品进行上述实验案例以及样品参数可以得出结论：确实可以达到这样的技术结果。
申请的技术方法可用于在不同材料之间的连接与分离，包括金属合金、陶瓷、玻璃等非晶体材料，以及微电子设备的热敏感元件，为的是保护金属合金和陶瓷的镀层，也为了密封性。箔片应用领域——高频电子学，医学物理与生物工程领域，常压状态或高度真空舱体和舱体内部密封。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。