[发明专利]制造贵金属合金的方法和由此获得的贵金属合金

说明书

本发明涉及一种通过将贵金属与硼合金化来制造部件的方法，该方法包括步骤：提供一定量的解体成粉末形式的贵金属；提供一定量的纳米结构化的微米级硼粉末；混合贵金属粉末与纳米结构化的微米级硼粉末和通过施加单轴压力而压实这种粉末混合物；对贵金属粉末和纳米结构化的微米级硼粉末的混合物施以在0.5GPa至10GPa的压力下的火花等离子体烧结或快速烧结处理，或施以在80巴至2,200巴的压力下的热等静压制(HIP)处理，所述处理在400℃至2,100℃的温度下进行以获得至少一个贵金属/硼合金锭，和机械加工所述贵金属/硼合金锭以获得所需部件，或通过微粉化处理将所述贵金属/硼合金锭解体成粉末形式，和通过处理获自微粉化处理的粉末而获得所需部件。本发明还涉及金/硼合金。

技术领域

本发明涉及一种制造贵金属合金的方法。本发明还涉及这样的贵金属合金。特别地，本发明涉及一种制造由金、银、铂、钯、钌、铑或铱获得的轻贵金属合金的方法。由此涉及的轻贵金属合金是可滴定的(titratable)，即它们是这样的合金：进入合金组成的贵金属的重量和该合金的总重量之间的比率是由规律(law)决定的。

背景技术

金属合金由第一金属元素与至少一种第二金属元素通过熔融组合产生。金属合金的优点在于此类合金的性质，特别是机械性质与构成合金的金属元素单独存在时的机械性质相比增强的事实。

特别可通过形变，特别是通过加工硬化来增强金属的机械性质；也可通过化学方法，通过将一种或多种合金元素添加到基底金属中来增强这些机械性质。这些添加通常也增强化学性质，如基底金属的耐腐蚀性。

金属合金技术在贵金属如金的情况下特别令人感兴趣。更具体地，金已知容易冷变形，这就是为何其自从新石器时代结束以来就已用于制造首饰和饰物以及古代硬币。尽管如此，金的易变形性也是缺点，因为只需简单的机械撞击就能使由这种贵金属制成的首饰变形。这就是为何很早就努力地通过将金与其它金属元素合金化来增强其机械性质；银和铜是用于与金合金化的两种主要金属并已知改进金的刚度。

金与其它金属元素如银或铜的合金化产生硬度大于金的金属合金。但是，这些金的合金仍具有高密度的缺点。这就是为何尝试将金与具有较低密度的金属元素合金化。

已进行试验以尝试将金(Au)(其是重金属，即高密度(大约19.3g.cm^-3)的金属)与硼(B)(其是极轻的金属，即具有低密度(大约2.3g.cm^-3))合金化。尽管如此，迄今作出的使用常规冶金技术将金和硼合金化的尝试都以失败告终，或最多带来极低的硼溶解率，这不允许工业生产。由金和硼的组合产生的材料被认为不稳定并且据显示不可能使用这种组合生产实心可滴定组件，如18开金。这些问题特别归因于下述事实，即在熔融时，无法将金和硼混合；更具体地，由于其高密度，金倾向于沉降在坩埚底部，而密度较低的硼浮起。

通过纳米结构化技术获得的硼粉末的最近的市场化重振了对金硼合金，和更一般而言，对在贵金属(金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)或铱(Ir))与硼(B)之间形成的所有类型的合金的兴趣。

使用粉末冶金技术制造金属合金的方法获得使用常规冶金技术不可能制成的材料。这在用于形成此类金属合金的金属是可滴定的贵金属，如金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)或铱(Ir)的情况下特别令人感兴趣。此外，使用粉末技术获得的金属合金比使用常规冶金法获得的金属合金更轻和更硬。

一种类型的纳米结构化硼呈现灰黑色粉末的形式，其由尺寸在5nm至12nm范围内的粒子形成并且所述粒子由核和非晶硼层形成，所述核由HfB₂、NiB、CoB、YB₄或YB₆构成并具有结晶结构，所述非晶硼层的厚度等于数纳米并涂覆这些粒子的核。这些粒子彼此附聚形成三维结构，其尺寸在微米范围内并且其比表面积为大约700m²/1克粉末。

发明内容