一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料、（2）镁粉筛分、（3）氢化处理镁粉、（4）预制成型、（5）脱氢处理、（6）SPS烧结。本发明专利技术针对传统制备方法中造孔剂使用去除的问题等，采用HD+SPS法，经粉末筛分、氢化、预制成型、脱氢、SPS烧结，制成纳米泡沫镁，此制备方法工艺先进、简捷快速、数据翔实精确，制备的泡沫镁孔隙分布弥散均匀，晶粒直径≤20nm，产物力学及吸能性好，是十分理想的制备纳米晶泡沫镁的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法
本专利技术涉及一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法，属于结构功能材料制备及应用

技术介绍
镁及镁合金是一种有色轻金属材料，被广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。泡沫金属，一类新型低密度材料，被广泛应用于军工运输、航空航天、人体生物等行业。对镁及其合金进行多孔泡沫化处理则可使其更轻质，使制备的泡沫镁同时兼具镁及多孔材料的优良性能。目前，制备泡沫镁的常用方法有熔体发泡法和粉末冶金法等，这些方法通常需要使用发泡剂来形成多孔结构，然而，由发泡剂引入的孔隙大小、形状和分布往往不可控，且残余发泡剂及其与基体金属的反应产物不易完全清除。此外，高体积分数孔洞的存在也使镁块体的力学性能大幅下降。上述问题不可避免地会导致金属泡沫材料的污染和性能降低，使其应用受到极大限制。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种纳米晶泡沫镁的制备方法，制得高力学性能的镁泡沫。本专利技术在不使用发泡剂的情况下，采用氢化脱氢+放电等离子烧结技术，经粉末筛分、氢化处理、预制成型、脱氢处理、SPS烧结，制得高力学性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法，其特征在于包括以下步骤：：/n（1） 准备原料/n对使用的化学原料的纯度要求如下：/n镁粉：固态粉末 99.9%/n氢气：气态气体 99.5%/n氩气：气态气体 99.5%/n三种原料的配比为：/n镁粉：Mg，1000g-10000g/n氢气：H

【技术特征摘要】
1.一种高性能纳米晶泡沫镁的制备方法，其特征在于包括以下步骤：：
（1）准备原料
对使用的化学原料的纯度要求如下：
镁粉：固态粉末99.9%
氢气：气态气体99.5%
氩气：气态气体99.5%
三种原料的配比为：
镁粉：Mg，1000g-10000g
氢气：H2，100000cm3-1000000cm3
氩气：Ar，100000cm3-1000000cm3
（2）镁粉筛分
镁粉筛分是在手套箱内进行的，是在氩气保护下完成的；
（3）氢化处理镁粉
镁粉的氢化处理是在氢化脱氢炉内进行，在加热、输氢气、加压过程中、外水循环状态下完成的；
（4）预制成型
MgH2粉的预制成型是在SPS烧结炉内进行的，是在抽真空、加热、加压过程中、外水循环状态下完成的；
（5）脱氢处理
预制块体脱氢处理是在氢化脱氢炉内进行的，是在加热、加压过程中、外水循环状态下完成的；
（6）SPS烧结
制备泡沫镁的最终烧结过程在SPS烧结炉内进行，是在真空、加热过程中、外水循环状态下完成的。


2.根据权利要求1所述的高性能泡沫镁的制备方法，其特征在于：步骤（2）镁粉筛分的具体步骤如下：
①在手套箱内置放镁粉，200目及270目筛网、密封袋、钥匙及小型真空机，筛网用去离子水清洗烘干待用；
②在手套箱内通入氩气，氩气输入速度1000-1200cm3/min；
③将镁粉用200目及270目筛网过筛，筛取粒度为200-270目范围粉末，装入真空密封袋内保存。


3.根据权利要求1所述的高性能泡沫镁的制备方法，其特征在于：步骤（3）氢化处理镁粉的步骤如下：
①将粒度均匀的镁粉置于不锈钢容器中，并在不锈钢容器上下部加盖密制铜网；
②将盛有镁粉的不锈钢容器置于氢化脱氢炉内，并密闭；
③抽取氢化脱氢炉内空气，使炉内压强达5×10-3-5.5×10-3Pa；
④向炉内输入氢气，氢气输入速度100-150cm3/min，使炉内在氢气气氛下压强达4±0.1MPa；
⑤开启氢化脱氢炉的加热器，炉内加热温度300-400℃，开启外水循环冷却管，进行外水循环冷却；
⑥在氢气压强为4-7MPa、加热温度为350-400℃下恒温恒压氢化12-15h；
⑦...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊建锋，田笑颖，张强，吴玉程，许并社，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14