【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属材料及其制备方法，具体而言，非排他性地涉及下述金属材料及其制备方法，该金属材料包括排列成具有至少两相的晶体结构的多个金属颗粒，其具有优异的强度和韧性等机械性能，并且可以用作电催化剂等催化剂。
技术介绍
1、过去几十年来，可再生清洁能源技术发展迅速，如氢(h2)等丰富的清洁燃料有望在未来替代化石燃料。电催化水分解是一种可靠、环保且广泛使用的工业制氢技术。pt基催化剂用于水电解的析氢反应(her)，被认为是酸性和碱性电解质中最有效的一类催化剂，但对其价格的担忧仍然是一个问题。因此，需要开发低成本且可靠的电催化剂。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供了一种金属材料，其包含排列成具有至少两相的晶体结构的多个金属颗粒；其中，所述至少两相包括结晶相和非晶相。
2、在第一方面的一个实施方式中，所述结晶相包括纳米结晶相，所述非晶相包括纳米非晶相。
3、在第一方面的一个实施方式中，所述多个金属颗粒排列形成多个球形结晶结构。
4、在第一方面的一个实施方式中，所述多个金属颗粒还排列形成多个非晶壳。
5、在第一方面的一个实施方式中，所述多个球形结晶结构的至少一部分被所述非晶壳包围。
6、在第一方面的一个实施方式中，所述多个球形结晶结构基本上不含位错。
7、在第一方面的一个实施方式中，所述多个非晶壳各自的尺寸为小于或等于2nm。
8、在第一方面的一个实施方式中，所述多个球形结晶结构的尺寸为
9、在第一方面的一个实施方式中，结晶相中排列的金属颗粒部分与非晶相中排列的金属颗粒部分的体积比基本上为1:2～2:1。优选地，该比率基本上等于1:1。
10、在第一方面的一个实施方式中，所述至少两相在晶体结构中在三维方向上均匀分布。
11、在第一方面的一个实施方式中，所述金属材料在贵金属担载量较少的情况下具有与单原子类似并且比纳米团簇更好的优异的催化性能，即，在10ma cm-2的电流密度下的过电位为21.1mv，且碱性下的tafel斜率为23.7mv dec-1。
12、在第一方面的一个实施方式中，所述晶体结构包括金属玻璃结构。
13、在第一方面的一个实施方式中，所述多个金属颗粒包含铝。
14、在第一方面的一个实施方式中，所述多个金属颗粒还包含锰和钌中的至少一种。
15、在第一方面的一个实施方式中，所述结晶相在组成上是相等的，所述非晶相是富含铝的。
16、在第一方面的一个实施方式中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于(100-x-y):x:y，其中，x＝7～9且y＝10～30。
17、在第一方面的一个实施方式中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于73:7:20。
18、根据本专利技术的第二方面，提供一种制备金属材料的方法，其包括在基材上沉积包含多个金属颗粒的金属层的步骤；其中，所述多个金属颗粒排列成具有至少两相的晶体结构；并且所述至少两相包括结晶相和非晶相。
19、在第二方面的一个实施方式中，所述金属层通过磁控共溅射工艺沉积。
20、在第二方面的一个实施方式中，所述磁控共溅射工艺采用铝合金靶材和纯钌靶材。
21、在第二方面的一个实施方式中，所述铝合金靶材还包含锰。
22、在第二方面的一个实施方式中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于(100-x-y):x:y，其中，x＝7～9且y＝10～30。
23、在第二方面的一个实施方式中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于73:7:20。
24、在第二方面的一个实施方式中，所述铝合金靶材通过熔炼制造。
25、在第二方面的一个实施方式中，所述磁控共溅射工艺包括以下参数：
26、-真空压力：≤1×10-4pa；
27、-氩气压力：0.2pa～0.5pa；
28、-基材偏压：0～-200v；和
29、-基材温度：100℃～200℃。
30、在第二方面的一个实施方式中，所述基材包括硅基材、玻璃基材和金属基材中的至少一种。
31、在第二方面的一个实施方式中，所述沉积金属层的步骤包括在沉积过程中调整所述基材的温度。
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1.一种金属材料，其包含排列成具有至少两相的晶体结构的多个金属颗粒，其中，所述至少两相包括结晶相和非晶相。
2.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述结晶相包括纳米结晶相，所述非晶相包括纳米非晶相。
3.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述多个金属颗粒排列形成多个球形结晶结构和多个非晶壳。
4.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个球形结晶结构的至少一部分被所述非晶壳包围。
5.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个非晶壳各自的尺寸小于或等于2nm。
6.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个球形结晶结构的尺寸小于或等于3nm。
7.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述结晶相中排列的金属颗粒部分与非晶相中排列的金属颗粒部分的体积比基本上为1:2～2:1，或者基本上等于1:1。
8.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述至少两相在所述晶体结构中在三维方向上均匀分布。
9.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述晶体结构包括金属玻璃结构。
10.根
11.根据权利要求10所述的金属材料，其中，所述多个金属颗粒还包含锰和钌中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的金属材料，其中，所述结晶相在组成上是相等的，所述非晶相是富含铝的。
13.根据权利要求11所述的金属材料，其中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于(100-x-y):x:y，其中，x＝7～9且y＝10～30，该原子比优选为73:7:20。
14.一种制备金属材料的方法，其包括在基材上沉积包含多个金属颗粒的金属层的步骤，其中，所述多个金属颗粒排列成具有至少两相的晶体结构；并且所述至少两相包括结晶相和非晶相。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述金属层通过磁控共溅射工艺沉积。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述磁控共溅射工艺采用铝合金靶材和纯钌靶材。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述铝合金靶材还包含锰。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述金属材料中铝、锰和钌的原子比等于(100-x-y):x:y，其中x＝7～9且y＝10～30，该原子比优选为73:7:20。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述磁控共溅射工艺包括以下参数：
20.根据权利要求14所述的方法，其中，沉积所述金属层的步骤包括在所述沉积过程中调整所述基材的温度。
...【技术特征摘要】
1.一种金属材料，其包含排列成具有至少两相的晶体结构的多个金属颗粒，其中，所述至少两相包括结晶相和非晶相。
2.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述结晶相包括纳米结晶相，所述非晶相包括纳米非晶相。
3.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述多个金属颗粒排列形成多个球形结晶结构和多个非晶壳。
4.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个球形结晶结构的至少一部分被所述非晶壳包围。
5.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个非晶壳各自的尺寸小于或等于2nm。
6.根据权利要求3所述的金属材料，其中，所述多个球形结晶结构的尺寸小于或等于3nm。
7.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述结晶相中排列的金属颗粒部分与非晶相中排列的金属颗粒部分的体积比基本上为1:2～2:1，或者基本上等于1:1。
8.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述至少两相在所述晶体结构中在三维方向上均匀分布。
9.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述晶体结构包括金属玻璃结构。
10.根据权利要求1所述的金属材料，其中，所述多个金属颗粒包含铝。
11.根据权利要求10所述的金属材料，其中，所述多个金属颗粒还包含锰和...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘思达，吕坚，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳福田研究院，
类型：发明
国别省市：
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