[发明专利]一种复眼金属结构的装置及其方法

说明书

一种复眼金属结构的装置及其方法，该装置包括固态真空球体和在固态真空球体的外侧再包裹一层球体壁，以及在固态真空球体和球体壁这两个内全部安装有固态金属和固态非金属，且在固态金属和固态非金属内安装有惰性气体。制做该装置的方法包括将固态真空球体和球体壁混合成闭环复眼金属结构物质，然后将固态真空球体和球体壁内的固态金属和固态非金属与惰性气体混合经高温烧结、熔炼、冷却后形成真空球体以形成复眼式金属结构的步骤，该产品密度低，质量轻，耐磨，机械强度高，表面积大，分子反弹速度快，隔音、隔温、并具有抗红外线和电磁波的功能，该金属产品的容重是现有金属加工工艺制造出的金属的65%左右，具有非常理想的实用效果。

技术领域

本发明涉及一种复眼金属结构的装置及其方法。

背景技术

在传统技术中，金属材料的加工和主要的制造方法是采用高温去除渣滓，脱氧减少空隙以增强密实度，提高金属材料的使用功能，但由于金属原料中通常含有磷、硫、钙等多种杂质，这些杂质与金属混合团聚，使得该金属物质在使用性能上受到一定阻碍，功能性单一，即使采用添加剂、提高冶炼温度、惰性气体保护冶炼也很难达到理想的所需金属产品的用途，产品成品率也较低，能源消耗大，废品率高，增加制作成本。随着传统金属应用领域或适用功能范围的扩大，仅靠常规产品的生产方式是不能满足市场的需求的，据统计调查，2018年我国仅粗钢产量就突破了9亿吨，而特种钢材所占的比例很小，其主要原因是传统工艺在金属产品配制、冶炼、锻压等工艺链条上存在着较大的缺陷，其产品强度高脆性就大、柔性好膨胀系数就大、密实度大容重就大、导热系数大、隔音效果小、吸收红外线、电磁波的功能差，导致金属产品功能单一、用途狭窄、利润率低，金属结构的性质以及制造金属的加工制备方法有待于进一步改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用液态金属来作为载体将惰性气体加入其中冶炼的方法以解决产成品率低、能源消耗大，废品率高，市场适用功能范围不足等问题的一种复眼金属结构的装置。

本发明的另一个目的在于制作一种复眼金属结构的方法。

本发明所提出的一种复眼金属结构的装置包括固态真空球体和在固态真空球体的外侧再包裹一层球体壁，以及在固态真空球体和球体壁这两个内全部安装有固态金属和固态非金属，且在固态金属和固态非金属内安装有惰性气体。

所述惰性气体采用的氮气、氩气，而固态非金属可采用二氧化硅、碳，且固态金属也可采用铁、铜、铝、钼、铬、镍、钛、錋、钴、锆、铼。

所述惰性气体的分子直径为0.2-0.5nm。

用于制作复眼金属结构的装置及其方法包括以下步骤：首先将固态真空球体和球体壁混合成闭环复眼金属结构物质，然后将固态真空球体和球体壁内的固态金属和固态非金属和惰性气体混合经高温烧结、熔炼、冷却后形成真空球体以形成复眼式金属结构，且此步骤的烧结温度在200-3700摄氏度之间，经恒温梯度锻造冷却后即形成一个具有金属包裹层的真空球体。

所述固态金属和固态非金属与惰性气体按照不同金属之间相应的比例混合后经高温烧结、熔炼，可采用无氧、等压、脉冲式固态烧结或液态烧结，液态金属的烧结温度为500-3700摄氏度，而烧结压力为5-60兆帕，且烧结成型后的固态真空球体的直径为10nm--1.5mm。

所述球体壁的厚度为50nm--600um，莫氏硬度为4.5—10。

所述复眼式金属结构中心物质的固态真空球体的莫氏硬度为5-7，且固态真空球体的掺合量体积比为10%-85%。

所述固态金属和/或固态非金属的直径为30nm—5mm。