专利名称：一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种核/壳结构的合金粉体，尤其是涉及一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体及其 制备方法。
背景技术：
凡熔化温度在31(TC以下的合金都称为低熔点合金，其液态流动性好，固态具有一定的 硬度和韧性，在电子产品、无铅封装领域和机械制造业均有广泛的应用(1、刘杰.低熔点合 金的应用[J].新技术新工艺，1983， 1: 11-14)。铟锡基合金是环保型低熔点合金中应用比较 普遍的一类，是其比较主要的用途之一，例如成分为42.6Bi-17.0Sn-40.4In (at.%)的三元合 金可用于制作消防、火灾报警装置中的保险丝、熔断器等感温和热敏组件(2、王吉会，杨亚 群，等.Bi-Sn-In控温易熔合金的设计与性能[J].中国有色金属学报，2006， 10: 1653-1659); 此外，铟锡基合金也可以作为真空密封材料以及玻璃与金属之间的粘结剂(3、王殿华.贵过 黄金的铟[J].百科知识，2007， 19: 20-21)。另外，铝锡基合金是一种综合性能良好的轴承 合金，它具有良好的抗粘咬性、耐磨减磨性、耐腐蚀性、耐应性和嵌入性等综合性能，同时 又具有密度小、导热性好、承载能力大和疲劳强度高等优越性，因而正愈来愈多的应用以代 替传统的锡青铜和巴氏合金。铝锡合金轴承在高速机床和柴油发动机等高速重载机械设备中 广泛使用，是当今一种重要的轴承材料(4、高岩，曾建民，司家勇，顾红.铝锡合金摩擦磨 损性能的研究[J].铸造，2005， 54: 591-594)。随着半导体制品和精密仪器趋于小型化和功 能化，粉体材料已经越来越多地被直接作为功能材料使用，因而对粉体材料除了机械性能的 要求以外，对其功能性的要求也越来越高。低熔点高导热的铝铟锡合金粉体在电子、粉末冶 金和机械领域有着广泛的应用前景。因此开发一种满足上述功能复合要求的铝铟锡合金粉体 是十分必要的，具有重大的市场价值。
发明内容
本发明的目的是针对铝铟锡合金粉体在功能性上的复合要求，提供一种具有低熔点和高 导热性的核/壳结构的铝铟锡合金粉体。
本发明的另一目的是提供一种简单廉价且产业化可行的核/壳结构的铝铟锡合金粉体的 制备方法。
本发明的技术方案是利用已发展成熟的雾化法制粉工艺， 一次性制备出核/壳结构的铝铟 锡合金粉体。
本发明所述的核/壳结构的铝铟锡合金粉体，其核为铝锡基合金核，壳为铟锡基合金壳。 按质量百分数，核/壳结构的铝铟锡合金粉体的成分为Sm 13% 23%， In: 38% 43 %，余为铝。
本发明所述的核/壳结构的铝铟锡合金粉体的制备方法包括以下步骤
1) 按预先设定的铝铟锡合金粉体的成分，称量铝、铟、锡各金属熔化，得熔化的合金液
体；
2) 将熔化的合金液体倾倒于受液斗，流入雾化室，用惰性气体吹之，即可得核/壳结构 的铝铟锡合金粉体。
熔化可在真空感应炉内的熔炼装置熔化，真空感应炉的工作频率最好为150 250kHz。 惰性气体的流速尽可能快，以便尽可能获得高的温度梯度(粉体核心与外壳之间)。惰性气体 最好为氩气或氮气等。
与现有的制备工艺相比，本发明采用雾化法制粉工艺，不仅其工艺简单、成本低、效率 高，而且污染少；制备出的核/壳结构的铝铟锡合金粉体，其界面结合良好，可满足对机械性 和功能性的双重要求。
图1为核/壳结构的铝铟锡合金粉体的横截面组织示意图，核为铝锡基合金((A1， Sn)-rich) 核，壳为铟锡基合金((In，Sn)-rich)壳。在图1中，标尺为10(Hun。
具体实施方式
实施例1
将352g纯铝(纯度为99.9 wt.%)， 427g纯铟(纯度为99.9wt.%)， 221g纯锡(纯度为 99.99 wt.%)放置于氧化铝坩锅中，然后将氧化铝坩锅放入内置于雾化设备的真空感应炉(电 源电压110V/220VAC;电源频率50~60Hz;工作频率150 250kHz)中，关闭炉门后抽 真空至真空感应炉内的真空度至lxl(T3Pa，加大电流至上述3种纯金属完全熔化至液体，所 得合金液体成分为35.2Al-42.7In-22.1Sn (wt.%)。将熔化了的合金液体(约1kg)倾倒于受液 斗，在液体流入雾化室的瞬间，用氩气气流吹之，在雾化室的最下端可得铝铟锡合金粉体。 关闭氩气气流阀，同时将电流值减小至零，当雾化设备冷却到常温(约25'C)时，打开充气 阀注入空气，至雾化设备内外压强平衡时开启出料门，取出铝铟锡合金粉体，铝铟锡合金粉 体的横截面组织示意图见图1，为核/壳结构，核为铝锡基合金((Al，Sn)-rich)核，导热性好 而且耐腐蚀性佳，壳为铟锡基合金((In, Sn)-rich)壳，熔点低；并且核壳之间结合良好，可
满足对机械性能的要求。 实施例2
将490g纯铝(纯度为99.9 wt.%)， 380g纯铟(纯度为99.9wt.%)， 130g纯锡(纯度为 99.99 wt，/。)放置于氧化铝坩锅中，按实施例1所述的步骤操作，制备所得的铝铟锡合金粉体， 其横截面组织图与图l类似，为核/壳结构，核为铝锡基合金((A1， Sn)-rich)核，壳为铟锡基 合金((In, Sn)-rich)壳。
实施例3
将440g纯铝(纯度为99.9 wt.%)， 430g纯铟(纯度为99.9wt%)， 130g纯锡(纯度为 99.99 wt。/。)放置于氧化铝坩锅中，按实施例1所述的步骤操作，制备所得的铝铟锡合金粉体， 其横截面组织图与图1类似，为核/壳结构，核为铝锡基合金((Al, Sn)-rich)核，壳为铟锡基 合金((In， Sn)-rich)壳。
实施例4
将390g纯铝(纯度为99.9 wt.°/。)， 380g纯铟(纯度为99.9wt.%)， 230g纯锡(纯度为 99.99 wt。/。)放置于氧化铝坩锅中，按实施例1所述的步骤操作，制备所得的铝铟锡合金粉体， 其横截面组织图与图l类似，为核/壳结构，核为铝锡基合金((Al,Sn)-rich)核，壳为铟锡基 合金((In, Sn)-rich)壳。
实施例5
将340g纯铝(纯度为99.9 wt.%)， 430g纯铟(纯度为99.9wt.%)， 230g纯锡(纯度为 99.99 wt.y。)放置于氧化铝坩锅中，按实施例1所述的步骤操作，制备所得的铝铟锡合金粉体， 其横截面组织图与图1类似，为核/壳结构，核为铝锡基合金((Al, Sn)-rich)核，壳为铟锡基 合金((In,Sn)-rich)壳。
实施例6
将412g纯铝(纯度为99.9 wt.%)， 403g纯铟(纯度为99.9wt.%)， 185g纯锡(纯度为 99.99 wtM)放置于氧化铝坩锅中，按实施例1所述的步骤操作，制备所得的铝铟锡合金粉体， 其横截面组织图与图l类似，为核/壳结构，核为铝锡基合金((Al, Sn)-rich)核，导热性好而 且耐腐蚀性佳，壳为铟锡基合金((In，Sn)-rich)壳，熔点低。
权利要求
1.一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体，其特征在于其核为铝锡基合金核，壳为铟锡基合金壳。
2. 如权利要求1所述的一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体，其特征在于按质量百分数， 核/壳结构的铝铟锡合金粉体的成分为Sn: 13% 23%， In: 38% 43%，余为铝。
3. 如权利要求1所述的一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体的制备方法，其特征在于包括 以下步骤1) 按预先设定的铝铟锡合金粉体的成分，称量铝、铟、锡各金属熔化，得熔化的合金液体；2) 将熔化的合金液体倾倒于受液斗，流入雾化室，用惰性气体吹之，即可得核/壳结构 的铝铟锡合金粉体。
4. 如权利要求3所述的一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体的制备方法，其特征在于熔化 在真空感应炉内的熔炼装置熔化。
5. 如权利要求4所述的一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体的制备方法，其特征在于真空 感应炉的工作频率为150 250kHz。
6. 如权利要求3所述的一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体的制备方法，其特征在于惰性 气体为氩气或氮气。
全文摘要
一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体及其制备方法，涉及一种核/壳结构的合金粉体，尤其是涉及一种核/壳结构的铝铟锡合金粉体及其制备方法。提供一种具有低熔点和高导热性的核/壳结构的铝铟锡合金粉体及其制备方法。其核为铝锡基合金核，壳为铟锡基合金壳。按质量百分数，核/壳结构的铝铟锡合金粉体的成分为Sn13％～23％，In38％～43％，余为铝。按预先设定的铝铟锡合金粉体的成分，称量铝、铟、锡各金属熔化，得熔化的合金液体；将熔化的合金液体倾倒于受液斗，流入雾化室，用惰性气体吹之，即可得核/壳结构的铝铟锡合金粉体。
文档编号B22F9/08GK101337274SQ20081007157
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者刘兴军, 王翠萍, 炎 郁 申请人:厦门大学