專利名稱：：一種Fe-Al-Ni塊體納米晶材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種塊體納米晶材料，主要工作在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中。
背景技術(shù)：
：室溫脆性是影響金屬間化合物材料廣泛使用的主要障礙。晶粒尺寸的納米化有望解決其普遍存在的室溫脆性問題。隨著近幾十年納米材料技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，各國研究者都在考慮利用納米材料技術(shù)進(jìn)一步解決金屬間化合物的室溫脆性等問題。但是，傳統(tǒng)的從納米顆粒出發(fā)的熱壓工藝存在制備技術(shù)復(fù)雜、成本高、材料質(zhì)量不高(例如材料中存在大量空洞)、顆粒納米尺寸難以保持等缺點。而最近幾年發(fā)展起來的大變形法很難得到晶粒尺寸小于IOOnm的材料，并且基本局限于金屬材料。因此，至今還沒有一種獲得塊體納米結(jié)構(gòu)材料的簡便、成本低且可放大工業(yè)化生產(chǎn)的工藝，這一問題嚴(yán)重地阻礙著納米晶材料的研究與工程應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種Fe-Al-Ni塊體納米晶材料及其制備方法。本發(fā)明是一種Fe-Al-Ni塊體納米晶材料及其制備方法，按質(zhì)量百分比計，其成分為A11014%，F(xiàn)e7082%，Ni520%。Fe-Al-Ni塊體納米晶材料的制備方法，按以上所述比例準(zhǔn)備金屬粉末，混合均勻，在球磨機(jī)中混合16小時，用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在8Mpa壓力下，在氬氣保護(hù)下通過鋁熱反應(yīng)，加熱到260°C左右制備出Fe-Al-Ni塊體納米晶材料。本發(fā)明的一些性能如下表壓縮實驗在萬能試驗機(jī)上進(jìn)行，最大載荷10t，壓頭速度0.5mm/min；硬度在HBRVU-187.5型布洛維氏光學(xué)硬度計上測定，其測試條件為載荷298N，加載持續(xù)時間15s；晶粒尺寸通過X衍射實驗，衍射角是5-100度，以及JE0L-2010透射電鏡觀察，最高加速電壓200kv，放大倍數(shù)IOOk倍，晶格分辨率0.194nm。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>上述的這些性能指數(shù)都是嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行的。本發(fā)明的有益效果是，在獲得納米晶粒尺寸的塊體Fe-Al-Ni材料，同時材料制備成本較低。具體實施例方式實施例1:按照質(zhì)量百分含量A130.0%,Fe20367.0%,Ni3.0%，稱取相應(yīng)的組分，將稱好的粉末在行星式球磨機(jī)中混合16小時，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在其表面放上引燃劑，然后在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入SMPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。得到的合金成份為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，A113.1%,Fe81.9%,Ni5.0%o性能數(shù)據(jù)硬度(HV):358，屈服強(qiáng)度σ02=506.7Mpa,晶粒尺寸20.7nm。實施例2:按照質(zhì)量百分含量A129.2%,Fe20364.9%,Ni5.9%，稱取相應(yīng)的組分，將稱好的粉末在行星式球磨機(jī)中混合16小時，在其表面放上引燃劑，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入SMPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。得到的合金成份為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，Al12.5%,Fe77.5%,Ni10.0%o性能數(shù)據(jù)硬度(HV)525.0，屈服強(qiáng)度σ02=779.3Mpa,晶粒尺寸20.4nm。實施例3:按照質(zhì)量百分含量A128.2%,Fe20362.8%,Ni9.0%，稱取相應(yīng)的組分，將稱好的粉末在行星式球磨機(jī)中混合16小時，在其表面放上引燃劑，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入SMPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。得到的合金成份為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，Al11.8%,Fe73.28%,Ni15.0%o性能數(shù)據(jù)硬度(HV)602.0，屈服強(qiáng)度σα2=993.7Mpa，晶粒尺寸22·2nm。實施例4:按照質(zhì)量百分含量A126.2%,Fe20358.1%,Ni15.7%，稱取相應(yīng)的組分，將稱好的粉末在行星式球磨機(jī)中混合16小時，在其表面放上引燃劑，然后將混合好的反應(yīng)物料置于配有銅底材的銅模具中并用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在鋁熱反應(yīng)容器中進(jìn)行反應(yīng)，室溫下用氬氣吹掃反應(yīng)容器排除其中的空氣，等到容器溫度升至180°C時再次排氣，然后通入SMPa的氬氣繼續(xù)升高容器溫度。當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到260°C左右時引燃劑開始反應(yīng)并釋放出大量的熱，從而引發(fā)反應(yīng)物料間的反應(yīng)。反應(yīng)在幾秒鐘時間內(nèi)完成，生成的產(chǎn)物在氬氣保護(hù)下隨爐冷卻至室溫制得合金。得到的合金成份為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，Al10.4%,Fe64.6%,Ni25.0%。性能數(shù)據(jù)硬度(HV)-.786.0，屈服強(qiáng)度σα2=1123.6Mpa，晶粒尺寸21.7nm。權(quán)利要求一種Fe-Al-Ni塊體納米晶材料，按質(zhì)量百分比計，其成分為Al10～14％，F(xiàn)e70～82％，Ni5～20％。2.Fe-Al-Ni塊體納米晶材料的制備方法，按Al2532%，F(xiàn)e2035570%，Ni515%準(zhǔn)備金屬粉末，混合均勻，在球磨機(jī)中混合16小時，用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在8Mpa壓力下，在氬氣保護(hù)下通過鋁熱反應(yīng)，加熱到260°C左右制備出Fe-Al-Ni塊體納米晶材料。全文摘要一種Fe-Al-Ni塊體納米晶材料及其制備方法，按質(zhì)量百分比計，其成分為Al10～14％，F(xiàn)e70～82％，Ni5～20％，F(xiàn)e-Al-Ni塊體納米晶材料的制備方法，按Al25～32％，F(xiàn)e2O355～70％，Ni5～15％準(zhǔn)備金屬粉末，混合均勻，在球磨機(jī)中混合16小時，用壓力機(jī)在60MPa的壓力下壓實，在8MPa壓力下，在氬氣保護(hù)下通過鋁熱反應(yīng)，加熱到260℃左右制備出Fe-Al-Ni塊體納米晶材料。文檔編號C22C38/08GK101818301SQ20091011732公開日2010年9月1日申請日期2009年6月11日優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日發(fā)明者喇培清,楊洋,白亞平,程春杰,趙陽申請人:蘭州理工大學(xué)