一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体及其制备方法与流程

    专利2022-07-08  77


    本发明属于纳米材料制备技术领域,具体涉及一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,本发明还涉及一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法。



    背景技术:

    y-ti-o纳米氧化物团簇与常规的纳米氧化物增强相显著不同,y-ti-o纳米氧化物团簇复合了4~6个o-空位,尺寸约为2~5nm,y-ti-o纳米氧化物团簇在常温下很稳定,即使在高温下也不会明显长大,具备优异的热稳定性,随着环境的改变,其组织结构也不会发生变化,说明其化学结构稳定,合金基体中存在的高密度y-ti-o纳米氧化物团簇可钉扎位错,改善合金抗应力松弛性能和高温力学性能,y-ti-o纳米氧化物团簇在耐热铁素体钢中已经充分发挥了其显著的作用,大幅度提高铁素体钢的高温性能。目前,常规制备y-ti-o纳米氧化物团簇的方法主要是将含有ti的铁素体粉末与纳米y2o3粉末进行混合球磨,y2o3粉末会在球磨过程中分解为y原子和o原子,o-空位的形成会促使对o有亲和力的ti和y与之结合,形成在粉末中弥散分布的y-ti-o纳米氧化物团簇。但是,该种方法存在y2o3不易分散成y原子和o原子的问题,导致高能球磨时间长,能耗高,因此采用新工艺研发出一种含有y-ti-o纳米氧化物团簇的新型复合粉体颇具意义。



    技术实现要素:

    本发明的目的是提供一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,解决了现有技术中存在的y2o3不易分散成y原子和o原子的问题。

    本发明所采用的第一技术方案是,一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,按质量百分比由以下组分组成:cuo:30-50wt%;ti:30-50wt%;yh2:10-30wt%,以上各组分质量百分比之和为100%。

    本发明所采用的第二技术方案是,一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,具体按照以下步骤实施:

    步骤1、原料配比:

    将cuo、ti、yh2按照以下质量比进行称取,成分范围为:

    cuo:30-50wt%;

    ti:30-50wt%;

    yh2:10-30wt%;

    步骤2、高能球磨:

    将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,过程控制剂为无水乙醇或硬脂酸,得到混合均匀的复合粉体。

    本发明第二技术方案的特点还在于,

    步骤1中cuo、ti及yh2粉末纯度大于99.99%。

    步骤2中高能球磨转速为300~500rpm。

    步骤2中高能球磨时间为4~8h。

    步骤2中过程控制剂与cuo、ti、yh2粉末总和的质量比为1:5000~10000。

    本发明的有益效果是,一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体及制备方法,通过简单机械化学反应的方法,能够使复合粉体中形成纳米氧化物团簇,解决现有技术中y2o3不易分散成y原子和o原子的问题,克服了传统方法中能耗大,制备时间长的缺点。

    附图说明

    图1是本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法流程图;

    图2是本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的显微组织照片。

    具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

    本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,按质量百分比由以下组分组成:cuo:30-50wt%;ti:30-50wt%;yh2:10-30wt%,以上各组分质量百分比之和为100%。

    图1是本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法流程图,本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,具体按照以下步骤实施:

    步骤1、原料配比:

    将cuo、ti、yh2按照以下质量比进行称取,成分范围为:

    cuo:30-50wt%;

    ti:30-50wt%;

    yh2:10-30wt%;

    步骤2、高能球磨:

    将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,过程控制剂为无水乙醇或硬脂酸,得到混合均匀的复合粉体。

    其中,步骤1中cuo、ti及yh2粉末纯度大于99.99%。

    步骤2中高能球磨转速为300~500rpm。

    步骤2中高能球磨时间为4~8h。

    步骤2中过程控制剂与cuo、ti、yh2粉末总和的质量比为1:5000~10000。

    图2是本发明一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的显微组织照片,由图2可以看出,复合粉体尺寸小于3um,小尺寸颗粒与大尺寸颗粒分散均匀。

    实施例1

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:35wt%;ti:35wt%;yh2:30wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速300rpm,球磨时间8h,过程控制剂为无水乙醇。

    实施例2

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:40wt%;ti:40wt%;yh2:20wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速400rpm,球磨时间4h,过程控制剂为无水乙醇。

    实施例3

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:45wt%;ti:45wt%;yh2:10wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速500rpm,球磨时间4h,过程控制剂为无水乙醇。

    实施例4

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:30wt%;ti:50wt%;yh2:20wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速500rpm,球磨时间4h,过程控制剂为无水乙醇。

    实施例5

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:50wt%;ti:30wt%;yh2:20wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速500rpm,球磨时间4h,过程控制剂为无水乙醇。

    实施例6

    将纯度大于99.99%的cuo、纯度大于99.99%的ti、纯度大于99.99%的yh2按照一定的质量比进行称取,成分分别为:cuo:50wt%;ti:30wt%;yh2:20wt%。将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,转速500rpm,球磨时间6h,过程控制剂为无水乙醇。


    技术特征:

    1.一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,其特征在于,按质量百分比由以下组分组成:cuo:30-50wt%;ti:30-50wt%;yh2:10-30wt%,以上各组分质量百分比之和为100%。

    2.一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

    步骤1、原料配比:

    将cuo、ti、yh2按照以下质量比进行称取,成分范围为:

    cuo:30-50wt%;

    ti:30-50wt%;

    yh2:10-30wt%;

    步骤2、高能球磨:

    将称好的cuo、ti和yh2在高能球磨机中进行球磨,过程控制剂为无水乙醇或硬脂酸,得到混合均匀的复合粉体。

    3.根据权利要求2所述的一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤1中cuo、ti及yh2粉末纯度大于99.99%。

    4.根据权利要求2所述的一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤2中高能球磨转速为300~500rpm。

    5.根据权利要求2所述的一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤2中高能球磨时间为4~8h。

    6.根据权利要求2所述的一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤2中过程控制剂与cuo、ti、yh2粉末总和的质量比为1:5000~10000。

    技术总结
    本发明公开了一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体,按质量百分比由以下组分组成:CuO:30‑50wt%;Ti:30‑50wt%;YH2:10‑30wt%,以上各组分质量百分比之和为100%,本发明还公开了一种含有纳米氧化物团簇的复合粉体的制备方法,首先称取CuO、Ti、YH2,然后进行高能球磨:将称好的CuO、Ti和YH2在高能球磨机中进行球磨,过程控制剂为无水乙醇或硬脂酸,得到混合均匀的复合粉体。本发明解决了现有技术中存在的Y2O3不易分散成Y原子和O原子的问题。

    技术研发人员:刘佳;刘继拓;付翀;王彦龙;燕阳天
    受保护的技术使用者:西安工程大学
    技术研发日:2020.11.10
    技术公布日:2021.03.12

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