金属粉末、其制备方法及应用与流程

本申请涉及一种金属粉体材料，具体涉及一种具有复合结构的金属粉末、其制备方法及应用，属于金属材料。

背景技术：

1、金属粉体材料在粉末冶金、钎焊等众多领域被广泛应用。以铜粉或铜合金粉为例，其常被应用于制备热管、均温板等散热设备的毛细结构。但现有的铜粉或铜合金粉所需的烧结温度较高，因此在烧结时能耗较高，且较高的烧结温度也会导致所形成的毛细结构的性能低于预期，例如孔隙率及力学性能偏低。

2、为了解决因金属粉体材料的烧结温度高所带来的问题，研究人员提出的一种解决方案是在金属粉体材料中掺入低熔点合金元素或在金属粉体颗粒表面包覆低熔点合金层。这种方式虽然可以降低金属粉体材料的烧结温度，但会导致新的缺陷。仍以铜粉或铜合金粉为例，若要使其烧结温度有显著的下降，则现有技术中通常需要在其颗粒内部掺入较多低熔点合金元素，例如分别加入8％p、20％sn、72％ag可以使铜粉的烧结温度从980℃降低至780℃，但总体含量较高的合金元素将使材料的导热性能和形变性能大幅下降，另外过多的合金元素加入还会增加产品成本。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种金属粉末、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本申请采用的技术方案包括：

3、本申请的一个方面提供了一种金属粉末，其包括复合金属颗粒，所述复合金属颗粒包括：

4、金属核，

5、合金层，覆盖在所述金属核上，所述合金层含有至少一种指定合金元素，所述合金层的熔点与其中指定合金元素的含量负相关；

6、并且，沿远离所述金属核的方向，所述合金层中指定合金元素的含量呈增大的趋势。

7、本申请的另一个方面提供了一种制备所述金属粉末的方法，其包括：

8、提供第一金属粒子和第二金属粒子，所述第一金属粒子用于形成金属核，所述第二金属颗粒含有至少一种指定合金元素；

9、使多个第二金属粒子均匀粘附在第一金属粒子表面，之后进行热处理，热处理温度在第二金属粒子的熔点±50℃范围内，使第二金属粒子与第一金属粒子烧结，同时至少使第二金属粒子所含的指定合金元素向第一金属粒子表面和内部扩散，获得粘连的复合金属核；

10、将所述粘连的复合金属核分散开，获得复合金属颗粒。

11、本申请的另一个方面提供了一种多孔结构，其由所述的金属粉末烧结形成。

12、本申请的另一个方面提供了所述金属粉末的用途，例如在制备热管、均温板或其它粉末冶金制品中的用途。

13、相较于现有技术，本申请提供的金属粉末中，通过在金属核的表面设置含有低熔点合金元素的合金层，并使该合金层中低熔点合金元素的含量自外向内降低，可以在显著减少金属粉末中低熔点合金元素总体含量的情况下，使金属粉末的烧结温度大幅降低，从而利于减少能耗、节约成本，同时还可有效保障或提升由所述的金属粉末烧结形成的金属制品的导热性能及结构强度等力学性能，特别是在以所述金属粉末烧结形成多孔结构时，烧结后收缩率小、孔隙率高、烧结强度高、比表面积大。

技术特征：

1.一种金属粉末，其特征在于包括复合金属颗粒，所述复合金属颗粒包括：

2.根据权利要求1所述的金属粉末，其特征在于：沿远离所述金属核的方向，所述合金层中指定合金元素的含量线性增大；和/或，沿远离所述金属核的方向，所述合金层中指定合金元素的含量从a％增大至b％，其中0≤a＜b≤100，优选的，b≤30，更优选的，2≤b≤28。

3.根据权利要求1所述的金属粉末，其特征在于：所述合金层的厚度与金属核的直径的比值为1∶5～1∶100，优选为1∶5～1∶50，更优选为1∶10～1∶20；和/或，所述合金层中指定合金元素的总含量为0～30wt％；和/或，所述金属核的直径为40～350μm，优选为100～250μm；和/或，所述合金层的厚度为100nm～40μm，优选为500nm～10μm。

4.根据权利要求1所述的复合金属粉末，其特征在于：所述金属核的材质包括铜、铁、银、镍或其合金；和/或，所述合金层的基础元素包括铜、铁、锡、银或镍，所述指定合金元素包括镍、磷、银或锡。

5.根据权利要求1所述的金属粉末，其特征在于：所述合金层包括多个金属微粒，所述金属微粒的粒径大于0但小于或等于所述合金层的厚度；或者，所述合金层连续或不连续地包覆所述金属核。

6.权利要求1-5中任一项所述金属粉末的制备方法，其特征在于包括：

7.权利要求6所述金属粉末的制备方法，其特征在于：所述第一金属粒子的粒径为40～350μm，优选为100～250μm；和/或，所述第二金属粒子的粒径为100nm～40μm，优选为500nm～10μm；和/或，所述第一金属粒子的材质包括铜、铁、银或镍；和/或，所述第二金属粒子包含基础元素和指定合金元素，其中基础元素包括铜、铁、银或镍，指定合金元素包括镍、磷、锡或银，并且所述第二金属粒子中指定合金元素的含量为大于0而小于或等于100wt％，优选为0～30wt％，更优选为2～28wt％。

8.一种多孔结构，其特征在于：所述多孔结构由权利要求1-5中任一项所述的金属粉末烧结形成，所述烧结的温度大于或等于两个复合金属颗粒结合区域的材料的熔点，但低于所述金属核的熔点。

9.权利要求1-5中任一项所述的金属粉末或权利要求7-8中任一项所述的多孔结构在制备散热器件中的用途。

10.一种散热器件，包括毛细结构，其特征在于：所述毛细结构由权利要求1-6中任一项所述的金属粉末烧结形成。

技术总结本申请提供了一种金属粉末、其制备方法及应用。所述金属粉末包括复合金属颗粒，所述复合金属颗粒包括金属核和覆盖在金属核上的合金层，所述合金层含有至少一种指定合金元素，所述合金层的熔点与其中指定合金元素的含量负相关；并且，沿远离所述金属核的方向，所述合金层中指定合金元素的含量呈增大的趋势。本申请可以在显著减少金属粉末中低熔点合金元素总体含量的情况下，使金属粉末的烧结温度大幅降低，从而利于减少能耗、节约成本，同时还可有效保障或提升由所述的金属粉末烧结形成的金属制品的导热性能及硬度和结构强度等力学性能，特别是在以所述金属粉末烧结形成多孔结构时，烧结后收缩率小、孔隙率高。技术研发人员：莫文剑,易翠受保护的技术使用者：苏州铜宝锐新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1