[发明专利]高能焊接组合物和焊接方法

权利要求书

1.一种用于将金属结合到一起的低温、高能焊接组合物，其包括

基体，其包括助熔剂；

悬浮在所述基体内的高能金属粒子其，其包括选自铝、锑、铍、 硼、铋、镉、铬、钴、铜、金、铟、铁、铅、锂、镁、锰、镍、磷、 铂、银、锡、钛和锌的一种或多种金属；和

其中所述高能金属粒子的能量足以使所述高能金属粒子的熔点降 低至比所述一种或多种金属的常规本体熔化温度低至少3摄氏度。

2.如权利要求1所述的焊接组合物，其中在相等的温度和压力下， 所述高能金属粒子的蒸汽压力大于所述金属的热力学能量最低的体相 的蒸汽压力。

3.如权利要求1所述的焊接组合物，其中所述高能金属粒子包括 有效直径大于10纳米的高能金属粒子。

4.如权利要求1所述的焊接组合物，其中所述高能金属粒子包括 有效直径小于10纳米的纳米粒子。

5.如权利要求1所述的焊接组合物，其中所述一种或多种金属包 括两种或多种金属的合金。

6.如权利要求5所述的焊接组合物，其中所述合金是焊接合金。

7.如权利要求1所述的焊接组合物，其中通过纳米级金属氧化物 的化学还原以形成热力学稳定的固体金属从而形成所述的高能金属粒 子。

8.如权利要求1所述的焊接组合物，其中通过高速喷雾熔化的金 属、随后通过迅速淬火以形成亚稳态固体从而形成所述的高能金属粒 子。

9.如权利要求1所述的焊接组合物，其中通过将薄膜沉积在基底 上以形成至少一种高能固体从而形成所述的高能金属粒子。

10.如权利要求1所述的焊接组合物，其中通过蒸发本体金属、 随后通过迅速淬火以形成亚稳态固体从而形成所述高能金属粒子。

11.一种用于将金属结合到一起的低温、高能焊接组合物，其包 括

基体，其包括还原剂；

悬浮在所述基体内的纳米粒子，其包括选自铝、锑、铍、硼、铋、 镉、铬、钴、铜、金、铟、铁、铅、锂、镁、锰、镍、磷、铂、银、 锡、钛和锌的一种或多种金属；和

其中所述纳米粒子的能量足以使所述纳米粒子的熔点降低至比所 述一种或多种金属的常规本体熔化温度低至少3摄氏度。

12.如权利要求11所述的焊接组合物，其中所述纳米粒子的有效 直径小于10纳米。

13.如权利要求11所述的焊接组合物，其中所述一种或多种金属 包括合金。

14.如权利要求13所述的焊接组合物，其中所述合金为焊接合金。

15.如权利要求11所述的焊接组合物，其中在相等的温度和压力 下，所述高能金属粒子的蒸汽压力大于所述金属的热力学能量最低的 体相的蒸汽压力。

16.一种在金属表面上形成焊缝的方法，其包括

提供包括选自铝、锑、铍、硼、铋、镉、铬、钴、铜、金、铟、 铁、铅、锂、镁、锰、镍、磷、铂、银、锡、钛和锌的一种或多种金 属的高能金属粒子，其中所述高能金属粒子的能量足以使所述高能金 属粒子的熔点降低至比所述一种或多种金属的常规本体熔化温度低至 少3摄氏度；和

在助熔剂存在下加热所述高能金属粒子，以熔化所述高能金属粒 子并将它们熔合到所述金属表面上。

17.如权利要求16所述的焊接组合物，其中所述一种或多种金属 包括两种金属的合金。

18.如权利要求16所述的焊接组合物，其中在相等的温度和压力 下，所述高能金属粒子的蒸汽压力大于所述金属的热力学能量最低的 体相的蒸汽压力。

19.如权利要求16所述的焊接组合物，其中所述高能金属粒子包 括有效直径大于10纳米的高能金属粒子。

20.如权利要求16所述的焊接组合物，其中所述高能金属粒子包 括有效直径小于10纳米的纳米粒子。