贵金属金材料及其制备方法、金器与流程

本发明涉及贵金属加工领域，具体而言，涉及一种贵金属金材料及其制备方法，金器。

背景技术：

目前国人的生活水平不断地提高，消费理念发生了本质的变化，贵金属金制品越来越生活化应用，进入到千家万户，促使贵金属金材料的市场逐步拓展，进入更广泛的需求阶段。然而金的导热性非常好，导热性是物质传导热量的性能，导热性大小用热导率来衡量。

纯金属的导热性很好。造成其制成的餐具和茶具等生活化器具盛放热食、热饮后导热过快，外壁温度过高，难以手持或端握。合金元素的加入可以使得导热性会下降，但是通常需要加入量比较大才有明显的效果，降低了金的纯度。

基于以上原因，有必要提供一种贵金属金材料，同时满足金纯度高和热导率低的使用需求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种贵金属金材料及其制备方法，金器，以解决现有技术中金材料无法同时满足金纯度高和热导率低的使用需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种贵金属金材料，包括单质au、g和单质v，其中g包括单质fe和/或单质mn，且单质au的重量含量≥99.99％。

进一步地，按重量含量计，贵金属金材料包括99.99％的单质au，10～50ppm的g和余量的单质v。

进一步地，g和单质a的重量比为(1:9)～(5:5)。

进一步地，g和单质a的重量比为(1:9)～(2:8)。

进一步地，g包括单质fe和单质mn，且单质fe和单质mn的重量比为(1:1)～(2:3)。

进一步地，按重量含量计，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质fe及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质mn及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、80ppm的单质v、10ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、85ppm的单质v、5ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、50ppm的单质v、20ppm的单质fe及30ppm的单质mn。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种贵金属金材料的制备方法，将单质au、g和单质v进行混合，然后进行熔炼，得到贵金属金材料。

进一步地，熔炼中得到了熔炼金材料，制备方法还包括：将熔炼金材料进行机械碾压处理，得到贵金属金材料。

进一步地，熔炼金材料在铣床上进行机械碾压处理，且铣床的碾压头转速为ω＝1800～4000r/min，碾压头横向移动速度为v＝8～45mm/min，碾压钢球的直径为3～12mm，碾压深度为0.05～0.2mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种金器，金器的材料为上述贵金属金材料。

进一步地，金器为金餐具或金茶具。

应用本发明的技术方案，提供的贵金属金材料，金纯度高，热导率低。同时，材料的机械性能如硬度有较大的提高。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

本发明的主要目的在于提供一种贵金属金材料及其制备方法，金器，以解决现有技术中金材料无法同时满足金纯度高和热导率低的使用需求的问题。

为了解决这一问题，本发明提供了一种贵金属金材料，包括单质au、g和单质v，其中g包括单质fe和/或单质mn，且单质au的重量含量≥99.99％。其一，单质au的重量含量≥99.99％，促使贵金属金材料金纯度等级较高，更好地满足了贵金属金材料高纯度的应用需求。其二，g和单质v作为贵金属金材料的微掺杂成分，在更微小的添加量下，协同增效促使材料在满足含金纯度高的条件下，导热性大幅度的下降，即热导率显著降低。其三，g包括单质fe和/或单质mn作为贵金属金材料的微掺杂成分，促使材料在满足含金纯度高、热导率更低的条件下，机械性能如硬度更高。

总之，本发明提供的贵金属金材料，金纯度高，热导率低。同时，材料的机械性能如硬度均有较大的提高。

优选地，按重量含量计，贵金属金材料包括99.99％的单质au，10～50ppm的g和余量的单质v。将单质au、g和单质v的重量控制在上述范围内，含金纯度高，在满足贵金属高纯度的要求下材料热导率更大幅度地下降。

优选地，g和单质a的重量比为(1:9)～(5:5)。在此范围内，g和单质v的协同增效作用更佳，材料热阻更高，热导率更低，机械性能如硬度更高，除此以外，强度更高。更优选地，g和单质a的重量比为(1:9)～(2:8)。

上述在一种优选的实施方式中，g包括单质fe和单质mn，且单质fe和单质mn的重量比为(1:1)～(2:3)。更优选地，按重量含量计，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质fe及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质mn及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、80ppm的单质v、10ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、85ppm的单质v、5ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、50ppm的单质v、20ppm的单质fe及30ppm的单质mn。在此范围内，各个组分的优势得以更充分地发挥，协同促使贵金属金结构更均匀，良好的均匀性促使材料的低热导性能更好，硬度更高。

根据本发明的另一方面，还提供了一种贵金属金材料的制备方法，将单质au、g和单质v进行混合，然后进行熔炼，得到贵金属金材料。

基于前述各成分协同增效带来的有益效果，上述制备方法还包括先将单质au、g和单质v混合熔炼，促使各成分间相容性更好，分散性更佳，得到的贵金属金材料均匀性更佳，在满足贵金属高纯度的需求下热导率更低，机械性能如硬度更好。

优选地，熔炼中得到了熔炼金材料，制备方法还包括：将熔炼金材料进行机械碾压处理，得到贵金属金材料。在熔炼之后进行机械碾压处理，促使材料表层发生晶粒细化，形成极细的纳米结构，晶粒间界面大幅度增加，热阻增高，热导率更低，同时材料的硬度和强度更优。在实际操作过程中，可以在得碾压处理得到贵金属金材料之后，再利用常规的制作工艺将该贵金属材料制成不同造型的制品。当然，也可以在将熔炼金材料制成金制品后，再对制品表面施加碾压力进行碾压。这是本领域技术人员能够自行选择的，在此不再赘述。

在一种优选的实施方式中，将熔炼金材料在铣床上进行机械碾压处理，且铣床的碾压头转速为ω＝1800～4000r/min，碾压头横向移动速度为v＝8～45mm/min，碾压钢球的直径为3～12mm；优选地，机械碾压处理过程中，碾压深度为0.05～0.2mm。实际操作过程中通常使用碾压深度作为指标，通过调整碾压力，即可调整碾压深度，比如碾压深度0.05mm大概需要碾压力200kgf，0.25mm大概需要碾压力1500kgf。在此范围内，机械碾压处理过程中，碾压头接触的材料表层形成的剪切变形区厚度更适宜，晶粒细化的尺寸更适宜，晶粒平均大小更适宜，形成的纳米结构更均匀，促使材料热阻更高，热导率更低，低导热性能更佳，同时硬度更佳，除此以外，强度也更佳。

根据本发明的又一方面，还提供了一种金器，金器的材料为前述贵金属金材料。

基于前文的各项原因，本发明提供的金器，一方面单质au的重量含量≥99.99％，材料金纯度较高，满足贵金属制品高纯度要求。另一方面材料还包括g和单质v，作为更微小的掺杂元素成分，促使材料具有更好的低导热性能。同时，材料的机械性能比如硬度更佳，使用效果更好。

优选地，金器为金餐具或金茶具，如金碟、金筷、金杯等。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

性能表征：

(1)热导率测试：

采用激光闪射法，设备为德国耐驰lfa467激光热导率仪。

(2)表面硬度测试：

采用显微硬度，设备为德国zwick/roell公司的万能硬度试验机zwickzhu0.2。

对比例1

金材料配方：市售4n纯金。

热导率：317w/mk；硬度：hv30～40。

实施例1

金材料配方：

au99.99％

fe10ppm

v90ppm

其中，fe和单质v的重量比为1:9。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝4000r/min，碾压头横向移动速度为v＝8mm/min，碾压钢球的直径为3mm，碾压深度为0.05mm，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低52％；

力学性能：硬度(hv)：115。

实施例2

金材料配方：

au99.99％

mn10ppm

v90ppm

其中，mn和单质v的重量比为1:9。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝4000r/min，碾压头横向移动速度为v＝8mm/min，碾压钢球的直径为3mm，碾压深度为0.05mm，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低48％；

力学性能：硬度(hv)：112。

实施例3

金材料配方：

au99.99％

fe10ppm

mn10ppm

v80ppm

其中，g和单质v的重量比为2:8；单质fe和单质mn的重量比为1:1。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝4000r/min，碾压头横向移动速度为v＝8mm/min，碾压钢球的直径为3mm，碾压深度为0.05mm，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低46％；

力学性能：硬度(hv)：115。

实施例4

金材料配方：

au99.99％

fe5ppm

mn10ppm

v85ppm

其中，单质g和单质v的重量比为1.5:8.5；单质fe和单质mn的重量比为1:2。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝1800r/min，碾压头横向移动速度为v＝45mm/min，碾压钢球的直径为12mm，碾压深度为0.15mm，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低38％；

力学性能：硬度(hv)：110。

实施例5

金材料配方：

au99.99％

fe20ppm

mn30ppm

v50ppm

其中，单质g和单质v的重量比为5:5；单质fe和单质mn的重量比为2:3。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝1800r/min，碾压头横向移动速度为v＝20mm/min，碾压钢球的直径为8mm，碾压深度为0.2mm，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低34％；

力学性能：硬度(hv)：105。

实施例6

金材料配方：

au99.99％

mn50ppm

v50ppm

其中，单质mn和单质v的重量比为5:5。

按上述配方混合按照传统方法大气环境进行熔炼，熔炼温度为1200-1300℃，得到熔炼金材料，将熔炼金材料进行机械碾压处理，其中铣床的碾压头转速为ω＝3000r/min，碾压头横向移动速度为v＝35mm/min，碾压钢球的直径为6mm，碾压深度为0.15，得到贵金属金材料。

热导率：和对比例1相比，热导率降低37％；

力学性能：硬度(hv)：97。

实施例7

和实施例3的区别仅在于并未对材料进行机械碾压处理。

热导率：和对比例1相比，导热率降低18％；

力学性能：硬度：hv55。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供de一种贵金属金材料及其制备方法，金器，有效解决了现有技术中金材料无法同时满足金纯度高和热导率低的使用需求的问题。

特别的是，实施例1至7中，本发明提供的贵金属金材料，一方面单质au的重量含量≥99.99％，材料金纯度较高，满足贵金属制品高纯度要求。另一方面材料还包括单质g和单质v，作为更微小量的掺杂成分，促使材料具有更低的热导率。同时，材料的机械性能比如强度和硬度更佳，使用效果更好。和对比例1相比，在高金纯度的条件下，热导率更低，低导热性能更佳，机械性能如硬度更优。

更特别的是，更特别的是，由实施例1至6的数据可知，尤其是贵金属金材料包括99.99％的单质au，10～50ppm的g和余量的单质v。g和单质a的重量比为(1:9)～(5:5)。g和单质a的重量比为(1:9)～(2:8)。g包括单质fe和单质mn，且单质fe和单质mn的重量比为(1:1)～(2:3)。按重量含量计，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质fe及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、10ppm的单质mn及90ppm的单质v；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、80ppm的单质v、10ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、85ppm的单质v、5ppm的单质fe及10ppm的单质mn；或者，贵金属金材料包括99.99％的单质au、50ppm的单质v、20ppm的单质fe及30ppm的单质mn。金材料中金纯度高，同时，材料热导率更低，机械性能如硬度更高，同时，强度也更高。

除此以外，由实施例1至7的数据可知，将熔炼金材料进行机械碾压处理，得到贵金属金材料，热导率更低，硬度更优。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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