[发明专利]一种纳米多孔金属或陶瓷的制备方法及装置

权利要求书

1.一种纳米多孔金属或陶瓷的制备方法，其特征在于：将激光辐照覆盖在基体上的金属粉末，通过控制激光的工艺参数，利用激光的光-热效应将金属粉末经过快速熔化、粘结、凝固细化以及松香树脂的挥发过程，在不同气氛中制得纳米多孔金属或陶瓷。

2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属粉末为纯Mg或Mg合金粉末、纯Ti或Ti合金粉末、Al合金粉末、Cu合金粉末、Ni合金粉末、Co合金粉末或不锈钢粉末。

3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

1)选取颗粒大小在微米尺度范围内的金属粉末；

2)选取金属粉末附着的基体，并对基体进行前处理；

3)将步骤2)处理好的基体逐个置于加热台上加热至50℃-80℃，然后在基体表面均匀地涂抹一层松香树脂，待其完全熔化后，用金属筛网将微米金属粉末均匀地铺撒在基体上，静置、晾干，使金属粉末粘结在基体上；

4)采用不同激光工艺参数及工作台速度对经步骤3)处理后的表面涂有金属粉末的基体进行激光辐照处理，得到纳米多孔金属或陶瓷。

4.权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中金属粉末颗粒尺寸为20μm-150μm。

5.权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述基体为碳素钢、不锈钢或工具钢。

6.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3中金属筛网的目数为100目-600目。

7.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3中制得的金属粉末的厚度为0.1mm-0.5mm。

8.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述工作台移动速度为2mm/s-20mm/s，所述激光工艺参数为：激光功率为100W-1500W，激光直径为300μm-2mm，激光作用时间为20ms-2s，离焦量为0.01mm-5mm，光斑搭接率为10％-50％。

9.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：不同气氛指空气、氮气或氩气。

10.一种纳米多孔金属或陶瓷制备装置，其特征在于：该装置包括工作台(1)、玻璃容器(2)、激光光斑能量优化装置(7)、激光器(9)、耐高温测温探头或埋植式测温线(10)、高精度全自动计算机测温采集系统(11)，其中在计算机控制的X-Y工作台(1)上放置一个上盖可以打开的密封玻璃容器(2)，在玻璃容器(2)的一个侧壁上设置进气孔(3)，在玻璃容器(2)的另一侧壁上设置出气孔(4)，在玻璃容器(2)内主要放置基体(5)，在基体(5)上面是由进口松香树脂粘结的金属粉末(6)，玻璃容器(2)上盖的玻璃透光率在95％以上，在其正上方设有激光光斑能量优化装置(7)、激光束(8)及激光器(9)，测温系统由耐高温测温探头或埋植式测温线(10)和高精度全自动计算机测温采集系统(11)组成，耐高温测温探头或埋植式测温线(10)直接置于金属粉末(6)中，用来测量激光作用过程中金属粉末(6)的温度变化，依据计算机测温采集系统(11)测得的数据调节激光工艺参数。

11.权利要求10所述的制备装置，其特征在于所述的激光光斑能量优化装置(7)由45°反射镜、凸透镜和积分镜组成。