【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高熵合金材料制备领域，具体涉及一种尺寸可调高熵合金微纳小球及其制备方法。
技术介绍
1、熵是反应系统混乱程度的参数，高熵合金是基于熵的理念开发出来的新型材料，通常由5种或以上的主元素所构成，每种元素占比为5-35％之间。因其无限的成分设计潜力以及出色的物理化学性能引起了广泛研究学者的关注。材料的未来发展新方向也因此呈现出“熵增加”的趋势，即向着多组元、多主元的方向发展。
2、多元素的均匀混合以及协同作用，使得高熵合金在兼具各组分理化性质的同时，可能会产生新的令人意想不到的特点。而与此同时带来的困难是高熵合金的合成难度也呈现出指数级激增，而且随着组元成分数量的增加，如何将各种元素可控的合成为单一均匀分散的合金是极具挑战的。目前，高熵合金制备主要停留在电弧熔炼、区域熔化和激光熔覆等高温熔融方法上，上述方法适用于生产大尺寸块状高熵合金，无法制备微纳尺寸的高熵合金，且当前的研究主要集中在高熵合金材料的物理性能上。如具有极佳抗压强度和屈服强度的alcrfeconi高熵合金，表现出较好的塑性应变能力，以及具有较好热稳定性能和高熔点的tizrnbwmo高熵合金。缺少尺寸可控的微纳高熵合金的合成方法，是高熵合金材料研究领域亟需解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术开发了一种简易的一锅法合成auagcufezn高熵合金材料，基于此方法合成的高熵合金可以在20nm-2μm的微纳尺度上进行调控，且高熵合金的组成成分均是具有良好生物相容性的贵
2、为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，包括：
4、配制含有聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的有机溶液，并在高温条件下反应；
5、配制含有au、ag、cu、fe和zn五种元素的前驱体溶液，超声分散待用；
6、将前驱体溶液逐滴加入有机溶液中，并通过控制滴加速度来调控制备高熵合金的尺寸，随后在高温条件下反应，反应完成后经分离提纯得到高熵合金微纳小球。
7、优选地，配制含有聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的有机溶液的方法为：按设计配比分别称取聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸，分别溶解于乙二醇中，并分别超声10-20min，随后将上述超声分散后的乙二醇溶液合并得到所述的有机溶液。
8、优选地，有机溶液的高温反应条件为：在160-200℃的油浴条件下加热5-15min。
9、优选地，聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的投料摩尔比为1:(70-90)。
10、优选地，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为5500-24000。
11、其中，抗坏血酸在合成过程中充当着还原剂的作用，将各种金属离子还原成形成高熵合金微纳小球的原料；聚乙烯吡咯烷酮充当离子稳定剂，聚乙烯吡咯烷酮通过吸附在金属离子前驱体表面稳定各金属离子，防止各种前驱体离子在被还原过程中自成核和无序自聚。反应温度过低则会导致各种前驱体离子还原不彻底，以至于形成核壳结构而无法形成均一分散的高熵合金微纳小球，而温度过高则会导致前驱体离子过度聚合形成块状结构而无法精确调控微纳小球的尺寸。
12、优选地，配制含有au、ag、cu、fe和zn五种元素的前驱体溶液的方法为：按设计配比分别称取au、ag、cu、fe和zn五种元素的前驱体，分别溶解在乙二醇中，随后分别超声10-20min，在超声条件下将五种前驱体溶液按顺序逐一滴加混合得到所述的前驱体溶液。
13、优选地，前驱体溶液需要以0.1-0.3ml/min的速度加入到有机溶液中。
14、优选地，前驱体溶液与有机溶液混合后的高温反应条件为：在160-200℃的油浴条件下加热8-15h。
15、优选地，含有au、ag、cu、fe和zn五种元素的前驱体分别为23.6％的haucl4溶液、agno3、cucl2·2h2o、无水fecl3和zncl2。
16、优选地，au、ag、cu、fe和zn五种元素的前驱体摩尔比分别为1:(10～30):1.5:(20～40):(30～60)。
17、其中，金属前驱体溶液加入有机溶液中，首先会被溶剂中聚乙烯吡咯烷酮吸附，形成稳定的金属阳离子，再依据探究的最适浓度配比和滴加速度，平衡各种前驱体离子被还原速率不一致的问题，使前驱体溶液在溶剂中依次有序的被抗坏血酸还原，形成均匀分散的尺寸精确可调的高熵合金微纳小球。
18、其中，五种金属前驱体离子在eg溶剂中被还原的速率是不一致的，根据金属阳离子氧化性可知，五种金属阳离子氧化性大小有如下顺序：au3+>ag+>cu2+>fe3+>zn2+，因此在溶剂中，五种金属阳离子依次先后被抗坏血酸还原，优先被还原的离子自成核比例高，最后被还原的形成核壳结构比例高，由此将无法形成均一分散的高熵合金，大部分前驱体离子将单独成核或形成核壳结构。基于此我们通过控制各前驱体离子的含量和滴加速度来平衡金属阳离子还原速率不一致的问题，通过适量减少还原速率最快的前驱体离子的含量来避免其单独成核，适量增加还原速率最慢的前驱体离子含量来避免其形成核壳结构；控制滴加速度，探寻一个合适的滴加速率，使上一滴前驱体溶液中五种金属离子刚好被完全还原以形成均一分散的高熵合金微纳小球后，再滴加下一滴前驱体溶液，从而保证每一滴前驱体溶液都能有效形成高熵合金微纳小球。当滴加速率过快，上一滴前驱体溶液尚未完全形成高熵合金微纳小球，又滴加新一滴前驱体溶液，则会导致前驱体离子富集，高熵合金微纳小球元素分布不均一；而滴加速率过慢，上一滴前驱体溶液已经反应完全，而又无新的前驱体溶液补充，则会导致高熵合金微纳小球无法完全成型。
19、一种尺寸可调高熵合金微纳小球，其由所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法制备而成。
20、与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果有：
21、1、现有合成方法大多采用高温熔融法合成，仅适用于大尺寸块状高熵合金的合成。本专利技术合成方法制备的auagcufezn高熵合金微纳小球尺寸在微纳尺度上精确可调。
22、2、现有合成方法复杂不易操作，且耗能高对环境不友好。本专利技术采用一锅法合成制备高熵合金，投料反应简单易操作，避免了传统高温熔融法对高能耗的要求，以及合成过程中对环境的污染。
23、3、现有合成技术无法精确调控高熵合金的尺寸。本专利技术合成的auagcufezn高熵合金可以在20nm-2μm的微纳尺度上精确可调。
24、4、现有合成制备的高熵合金，受限于合成工艺，大都局限于开发合金材料的物理性能。本专利技术合成的auagcufezn高熵合金采用高生物相容性的贵金属原料，拓展了其在催化和生物应用等领域的开发潜力。
25、5、本专利技术的合成原料均为金属元素的氯化物，廉价易得，且前驱体间的反应不涉及有机产物，对环境绿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，配制含有聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的有机溶液的方法为：按设计配比分别称取聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸，分别溶解于乙二醇中，并分别超声10-20min，随后将上述超声分散后的乙二醇溶液合并得到所述的有机溶液。
3.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，有机溶液的高温反应条件为：在160-200℃的油浴条件下加热5-15min。
4.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的投料摩尔比为1:(70-90)。
5.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为5500-24000。
6.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，配制含有Au、Ag、Cu、Fe和Zn五种元素的前驱体溶液的方法为：按设计配比分别称取Au、Ag、Cu、Fe和Zn五种元素的
7.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，前驱体溶液需要以0.1-0.3ml/min的速度加入到有机溶液中。
8.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，前驱体溶液与有机溶液混合后的高温反应条件为：在160-200℃的油浴条件下加热8-15h。
9.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，Au、Ag、Cu、Fe和Zn五种元素的前驱体摩尔比分别为1:(10～30):1.5:(20～40):(30～60)。
10.一种尺寸可调高熵合金微纳小球，其特征在于，其由权利要求1-9任一项所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，配制含有聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的有机溶液的方法为：按设计配比分别称取聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸，分别溶解于乙二醇中，并分别超声10-20min，随后将上述超声分散后的乙二醇溶液合并得到所述的有机溶液。
3.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，有机溶液的高温反应条件为：在160-200℃的油浴条件下加热5-15min。
4.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的投料摩尔比为1:(70-90)。
5.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为5500-24000。
6.根据权利要求1所述的尺寸可调高熵合金微纳小球的制备方法，其特征在于，配制含有au、ag、c...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。