[发明专利]不同尺寸的纳米Ag-Cu合金体系的共晶温度的预测方法

权利要求书

1.一种不同尺寸的纳米Ag-Cu合金体系的共晶温度的预测方法，其特征在于：通过部分Ag-Cu纳米合金实验数据结合CALPHAD方法，预测任意直径大于5nm的Ag-Cu合金纳米粒子的共晶熔化温度；

Ag-Cu纳米合金制备方法包括以下步骤：

步骤(1)，配置0.01mol/L的AgNO₃溶液和0.01mol/L的CuSO₄溶液，对已配制的溶液分别按照Ag8Cu2、Ag7Cu3、Ag6Cu4和Ag5Cu5四种原子比例进行混合，使得到4种不同离子配比的溶液；

步骤(2)，按照步骤(1)所配溶液与去离子水体积比50:47的比例将上述溶液加去离子水进行稀释；

步骤(3)，按照步骤(2)所配溶液与分别与质量分数为1％柠檬酸钠混合，所配溶液与柠檬酸钠的溶液体积比为97：3；

步骤(4)，将步骤(3)配制好的溶液在氩气保护气氛下搅拌加热至沸腾，放入水中冷却至室温，按照步骤(3)所配溶液与浓度为1mmol/L的NaBH4溶液混合，所配溶液和NaBH4溶液的体积比为100：3，然后搅拌至颜色均匀；

步骤(5)，将溶液放置一小时，按照步骤(4)所配溶液与浓度为1mmol/L的3-氨丙三家氢基硅烷溶液混合，步骤(4)所配溶液与3-氨丙三家氢基硅烷溶液的体积比为1000：1，搅拌均匀，再次放置15分钟；

步骤(6)，按照步骤(5)所配溶液与质量分数为0.54％的Na₂SiO₃溶液混合步骤(5)所配溶液与Na₂SiO₃溶液的体积比为100：2，滴入若干滴SiO₂质量分数为0.54％的Na₂SiO₃，将溶液密封避光保存不少于四天；

步骤(7)用转速7000的离心机将溶液中的金属纳米粒子分离出来，用去离子水与乙醇分别洗涤三次，真空干燥；

Ag-Cu纳米合金样品表征包括以下步骤：

将Ag8Cu2、Ag7Cu3、Ag6Cu4和Ag5Cu5四种成分样品进行透射电镜表征，测得不同成分纳米合金颗粒的尺寸分布，结合Nano Measurer分析软件分别统计选取100个纳米合金颗粒，测得到四种成分各自的平均尺寸；

分别将四个成分样品进行差式扫描量热仪(DSC)测定，得到相应成分下Ag-Cu纳米共晶融化温度；

CALPHAD方法包括以下步骤：

纳米合金Ag-Cu总的化学势能为:

μ(G)＝μ^Bulk+4C^alloyσV·D^-1式中μ^Bulk代表Ag-Cu体系块体的化学势；C^alloy代表Ag-Cu纳米合金理论预测与实验数据的矫正参数，σ代表Ag-Cu体系的表面张力，V代表Ag-Cu合金的摩尔体积分数，其中σ和V是温度的函数；

根据Ag-Cu纳米合金四个样品的融化温度可以计算得到四个样品分别在固态和液态下的σ和V；

由于合金熔化时化学势相等，即：

μ^Bulk+4C^alloyσ_固V_固·D^-1＝μ^Bulk+4C^alloyσ_液V_液·D^-1，带入Ag-Cu纳米粒子的尺寸及其相应的σ和V，即可获得自洽Ag-Cu纳米体系的矫正参数C^alloy＝1.265；

带入任意大于5nm的粒子直径，即可求得该直径下所对应的共晶熔化温度。