[发明专利]一种柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料及其制备方法，按照如下表达式Cu_100‑x‑yAg_xLa_y配料，其中，x＝30‑50，y＝2‑4，在惰性保护气体氛围下，采用电弧熔炼炉将配料熔炼，反复熔炼成成分均匀的Cu‑Ag‑La合金铸锭，然后再将Cu‑Ag‑La合金锭去除表层氧化皮后，采用真空甩带设备制备柔性Cu‑Ag‑La纳米晶合金薄带，即得到柔性Cu‑Ag‑La纳米晶合金条带，将Cu‑Ag‑La纳米晶合金薄带在室温20‑25℃下置于酸性腐蚀液中进行自由脱合金处理2‑50h后得到纳米多孔薄带，然后将获得的纳米多孔薄带用去离子水冲洗，即得到柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料。以柔性纳米晶合金薄带为先驱体，采用一步去合金化的方法制备柔性纳米多孔金属材料，简化了工艺流程，大大节约了成本。

技术领域

本发明涉及纳米多孔金属材料技术领域，更具体地说涉及一种柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料及其制备方法。

背景技术

随轻质、便携式电子器件及可穿戴电子产品的发展，人们对于卷起式触摸屏显示器、人造电子皮肤以及植入式医疗设备等领域进行了广泛研究。

近年来，利用脱合金化法制备的纳米多孔金属作为一类新兴的纳米结构功能材料，由于其独特的三维双连续开孔结构，较大的比表面积、高孔隙率、高导电和导热性等优异特点，有望应用于柔性的催化剂、传感器、表面增强拉曼散射、致动器、能量存储等材料。但是，目前制备得到的纳米多孔金属材料大都呈脆性，且存在脱合金裂纹，无法直接制作柔性功能器件，这严重限制了纳米多孔金属在柔性电子器件上的实际应用。因此，如何开发一种具有优异柔性、无裂纹缺陷的纳米多孔金属材料成为当前柔性电极材料的研究重点之一。

在先技术，公开号CN108493000A的“一种柔性纳米多孔金属/氧化物超级电容器电极材料及其制备方法”，该专利中对A-Ni-Co-Y-Cu-M(A＝Al,Fe,Zn,Mg；M＝Ce,Mn,Au,Pt)柔性非晶合金材料真空条件下进行热处理，得到纳米晶合金材料，并采用碱性或酸性溶液对所述的纳米晶合金材料去合金化处理，即得所述柔性纳米多孔金属/氧化物材料。该专利制备柔性纳米多孔金属的方法步骤繁多，热处理操作较为繁琐，不利于实际应用。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的制备柔性纳米多孔金属的方法步骤繁多，热处理操作较为繁琐，不利于实际应用，提供了一种柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料及其制备方法，以柔性纳米晶合金薄带为先驱体，采用一步去合金化的方法制备柔性纳米多孔金属材料，简化了工艺流程，大大节约了成本。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种柔性、无裂纹纳米多孔Ag金属材料及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，制备柔性Cu-Ag-La先驱体纳米晶合金薄带

按照如下表达式Cu_100-x-yAg_xLa_y配料，其中，x＝30-50，y＝2-4，表达式中的下标数字为各元素原子百分数，在惰性保护气体氛围下，采用电弧熔炼炉将配料熔炼，原料的熔炼时间为120-240s，反复熔炼成成分均匀的Cu-Ag-La合金铸锭，然后再将Cu-Ag-La合金锭去除表层氧化皮，将Cu-Ag-La合金锭置于底端开有小孔的石英管中，将甩带机抽至真空后充入惰性保护气体后，通过电感线圈产生的涡流加热使得合金熔化，待合金完全熔化后，按下喷注键，在石英管上方和底部的压力差作用下，合金液自石英管喷嘴喷入正下方的铜模内进行快速冷却，自然冷却至室温20-25摄氏度，即得到厚度20-30μm的柔性Cu-Ag-La纳米晶合金条带，其中，Cu-Ag-La纳米晶的尺寸大小为10-15nm。

在步骤1中，选用高纯度的金属原料(纯度高于99.9wt％，即铜单质、银单质、镧单质的纯度均大于等于99.9wt％)进行配料，对于活泼易氧化的金属原材料需用砂纸打磨表面去除其氧化膜，然后再清洗后进行配料。