低燃點(diǎn)合金粉末及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一系列合金材料的制作方法，尤其是低燃點(diǎn)合金粉末及其制備方法。該合金粉末經(jīng)X射線衍射證實(shí)是完全的非晶態(tài)。合金粉末在空氣中很容易發(fā)生燃燒反應(yīng)，一般打火機(jī)的火焰即可引燃合金粉末。本發(fā)明的有益效果是，與堿金屬、鎂、鋁、鈦、鋯等活潑純金屬相比，通過本發(fā)明制備得到的低燃點(diǎn)合金粉末處于非晶態(tài)，具有很好的耐蝕性、抗氧化性，在常溫常壓下的空氣中就可以安全存儲(chǔ)，不需要在保護(hù)介質(zhì)中存儲(chǔ)，儲(chǔ)存便利，運(yùn)輸安全。
【專利說明】低燃點(diǎn)合金粉末及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一系列合金材料的制作方法，尤其是低燃點(diǎn)合金粉末及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃燒是一種我們熟悉的化學(xué)反應(yīng)形式。金屬的燃點(diǎn)一般都很高，在空氣中難以發(fā) 生燃燒反應(yīng)。某些低熔點(diǎn)的堿金屬（如鉀、鈉等）的燃點(diǎn)低，能夠在空氣中燃燒。另外，某 些活潑純金屬粉（鈦粉、鋯粉、鋁粉、鎂粉等）燃燒釋放大量的熱能，作為金屬燃燒劑在高能 固體推進(jìn)劑、高能炸藥及火工品等方面廣泛使用。但這些金屬粉燃點(diǎn)較高，表面很容易氧化 導(dǎo)致活性大幅降低。合金表面相對(duì)抗氧化性好，且可能具備貯氫能力，燃燒過程中能夠釋放 更多的能量。另外，在某些火工品中需要容易引燃而且強(qiáng)度很高的金屬材料，這些都是純金 屬材料不能勝任的。因此，低燃點(diǎn)合金更具發(fā)展和應(yīng)用潛力。到目前為止，國(guó)內(nèi)外尚未有關(guān) 在空氣中能夠燃燒的低燃點(diǎn)合金的報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能在空氣中燃燒的低燃點(diǎn)合金粉末 及其制作方法。
[0004] 本發(fā)明所采用的就技術(shù)方案是：該合金粉末成分表達(dá)式為：Zra(AlTi) bTMc (40 彡 a 彡 70, 5 彡 b 彡 20,10 彡 c 彡 30, a+b+c = 100)、Zra(Nb，Pd)bAlcTMd(40 彡 a 彡 60， I^b^l0,5^c^l5,15^d^ 40, a+b+c+d = 100) ,TiaZrbTMc (40 ^ a ^ 60, 30 ^ b ^ 40, 20彡c彡40, a+b+c = 100)、MgaLnbMc(Ln為鑭系金屬，M為Ni或者Cu或者Zn元素） (40 彡 a 彡 65, 3 彡 b 彡 10,10 彡 c 彡 30, a+b+c = 100)、LnaAlbTMc (40 彡 a 彡 70,10 彡 b 彡 25， 20 彡 c 彡 40，a+b+c = 100)、CuaZrb(Al，Ti)e(40 彡 a 彡 60,30 彡 b 彡 50,3 彡 c 彡 15，a+b+c =100)、Fea(Zr，Nb，Mo)b(Al，Ga)c(P，B，C，Si) d(40 彡 a 彡 75,0 彡 b 彡 20,0 彡 c 彡 15， 10 彡 d 彡 30, a+b+c+d = 100)、Nia(Zr，Hf，Nb)b(Ti，Al)cTMd(40 彡 a 彡 60,0 彡 b 彡 20， 0 彡 c 彡 15，10 彡 a 彡 40, a+b+c+d = 100)、CoaFeb(Ta，Hf，Nb)c(B，C)d(40 彡 a 彡 60， 20彡b彡40,3彡c彡15，15彡d彡35, a+b+c+d = 100)中的一種，其中a、b、c、d均為原 子百分?jǐn)?shù)，TM為VI?VIII族過渡金屬。
[0005] 低燃點(diǎn)合金粉末制作方法
[0006] 步驟一，氬氣保護(hù)下，反復(fù)重熔鑄錠；
[0007] 步驟二，將合金鑄錠置于高壓氣體霧化室，抽高真空后充入約一個(gè)大氣壓的高純 氬，坩堝內(nèi)的鑄錠經(jīng)感應(yīng)加熱重熔保溫；
[0008] 步驟三，開啟高壓氣體霧化室，氬氣保護(hù)下，形成直徑約為20-50 μ m的合金粉末。
[0009] 通過以上制備方法獲得的合金粉末，經(jīng)X-射線衍射證實(shí)為完全的非晶態(tài)。這些合 金粉末具有很低的燃點(diǎn)（約300°C?500°C )，在空氣中一般打火機(jī)的火焰即可引燃這些合 金粉末。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是，與堿金屬、鎂、鋁、鈦、鋯等活潑純金屬相比，通過本發(fā)明制 備得到的低燃點(diǎn)合金粉末處于非晶態(tài)，具有很好的耐蝕性、抗氧化性，在常溫常壓下的空氣 中就可以安全存儲(chǔ)，不需要在保護(hù)介質(zhì)中存儲(chǔ)，儲(chǔ)存便利，運(yùn)輸安全。
[0011] 本發(fā)明制備的系列合金粉末燃點(diǎn)低，在空氣中很容易發(fā)生燃燒反應(yīng)，燃燒過程中 釋放大量的能量。因此，這些粉末材料能夠作為固體金屬燃料，在軍工和民用領(lǐng)域具有極大 的應(yīng)用潛力。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例1 :
[0013] (1)將純度不低于被.99.9%的純金屬21'、41和附按21'6/1 15附25成分比例配料 約l〇〇g ;置于WS-4型非自耗真空電弧熔煉爐內(nèi)，熔煉氣氛為壓力略大于一個(gè)大氣壓的高純 氬氣保護(hù)，熔煉電流250A-350A，反復(fù)熔煉4次（每次熔煉時(shí)間為lmin)后制備出成分均勻 的合金鑄錠；
[0014] (2)將合金鑄錠破碎后置于霧化室的坩堝內(nèi)，霧化室抽真空至l(T3Pa后沖充入約 一個(gè)大氣壓的高純氬；隨后鑄錠經(jīng)感應(yīng)加熱熔化至1300°C后保溫10s ;
[0015] (3)隨后拔起塞桿，使坩堝中的合金熔體緩慢流出，并開啟高壓氣體霧化閥門， 高壓氣體將合金熔體霧化成細(xì)小的液滴；細(xì)小的液滴在氣體的快速冷卻下形成直徑約為 50 μ m的合金粉末。·
[0016] 按上述方法制備得到的Zr6(lAl15Ni25合金粉末經(jīng)X射線衍射證實(shí)是完全的非晶態(tài)。 合金粉末在空氣中很容易發(fā)生燃燒反應(yīng)，一般打火機(jī)的火焰即可引燃合金粉末。
[0017] 實(shí)施例2:
[0018] (1)將純度不低于被.99.9%的純金屬(：11、21'和11按0%|21' 3(|111(|成分比例配料 約l〇〇g ;置于WS-4型非自耗真空電弧熔煉爐內(nèi)，熔煉氣氛為壓力略大于一個(gè)大氣壓的高純 氬氣保護(hù)，熔煉電流250A-350A，反復(fù)熔煉4次（每次熔煉時(shí)間為lmin)后制備出成分均勻 的合金鑄錠；
[0019] (2)將合金鑄錠破碎后置于霧化室的坩堝內(nèi)，霧化室抽真空至l(T3Pa后沖充入約 一個(gè)大氣壓的高純氬；隨后鑄錠經(jīng)感應(yīng)加熱熔化至1300°C后保溫10s ;
[0020] (3)隨后拔起塞桿，使坩堝中的合金熔體緩慢流出，并開啟高壓氣體霧化閥門， 高壓氣體將合金熔體霧化成細(xì)小的液滴；細(xì)小的液滴在氣體的快速冷卻下形成直徑約為 50 μ m的合金粉末。
[0021] 按上述方法制備得到的Cu6(lZr3(lTi1(l合金粉末經(jīng)X射線衍射證實(shí)是完全的非晶態(tài)。 合金粉末在空氣中很容易發(fā)生燃燒反應(yīng)，一般打火機(jī)的火焰即可引燃合金粉末。
[0022] 實(shí)施例3 :
[0023] (1)將純度不低于wt. 99. 9%的純金屬M(fèi)g、Y和Cu按Mg65Y1(lCu25成分配料約100g ; 置于真空中頻感應(yīng)熔煉爐內(nèi)，熔煉氣氛為略大于一個(gè)大氣壓的高純氬氣保護(hù)，熔化后保溫 20s后制備出成分均勻的合金鑄錠；
[0024] (2)將合金鑄錠破碎后置于霧化室的坩堝內(nèi)，霧化室抽真空至l(T3Pa后沖充入約 一個(gè)大氣壓的高純氬；隨后鑄錠經(jīng)感應(yīng)加熱熔化至800°C后保溫10s ;
[0025] (3)隨后拔起塞桿，使坩堝中的合金熔體緩慢流出，并開啟高壓氣體霧化閥門， 高壓氣體將合金熔體霧化成細(xì)小的液滴；細(xì)小的液滴在氣體的快速冷卻下形成直徑約為
【權(quán)利要求】
1. 低燃點(diǎn)合金粉末，其特征在于：該合金粉末成分表達(dá)式為：Zra(AlTi) bTMc (40 彡 a 彡 70, 5 彡 b 彡 20,10 彡 c 彡 30, a+b+c = 100)、Zra(Nb，Pd)bAlcTMd(40 彡 a 彡 60， I^b^l0,5^c^l5,15^d^ 40, a+b+c+d = 100) ,TiaZrbTMc (40 ^ a ^ 60, 30 ^ b ^ 40, 20彡c彡40, a+b+c = 100)、MgaLnbMc(Ln為鑭系金屬，M為Ni或者Cu或者Zn元素） (40 彡 a 彡 65, 3 彡 b 彡 10,10 彡 c 彡 30, a+b+c = 100)、LnaAlbTMc (40 彡 a 彡 70,10 彡 b 彡 25， 20^c ^40,a+b+c= 100) ,CuaZrb (Al, Ti) c(40 ^ a ^ 60, 30 ^ b ^ 50, 3 ^ c ^ 15,a+b+c =100)、Fea(Zr, Nb, Mo)b(Al, Ga)c(P, B, C, Si)d(40 彡 a 彡 75,0 彡 b 彡 20,0 彡 c 彡 15， 10 彡 d 彡 30, a+b+c+d = 100)、Nia(Zr，Hf，Nb)b(Ti，Al)cTMd(40 彡 a 彡 60,0 彡 b 彡 20， 0 彡 c 彡 15，10 彡 d 彡 40, a+b+c+d = 100)、CoaFeb(Ta，Hf，Nb)c(B，C)d(40 彡 a 彡 60， 20彡b彡40,3彡c彡15，15彡d彡35, a+b+c+d = 100)中的一種，其中a、b、c、d均為原 子百分?jǐn)?shù)，TM為VI?VIII族過渡金屬。
2. 低燃點(diǎn)合金粉末制作方法，其特征在于按照如下的步驟進(jìn)行： 步驟一，氦氣保護(hù)下，反復(fù)重烙鑄錠； 步驟二，將合金鑄錠置于高壓氣體霧化室，抽高真空后充入約一個(gè)大氣壓的高純氬，坩 堝內(nèi)的鑄錠經(jīng)感應(yīng)加熱重熔保溫； 步驟三，開啟高壓氣體霧化室，氬氣保護(hù)下，形成直徑約為20-50 μ m的合金粉末。
【文檔編號(hào)】B22F1/00GK104117669SQ201410322930
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】閆志杰, 何杰, 胡勇 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)