1.本發明涉及金屬單元素二維拓撲材料領域，特別是一種制備金屬單元素二維拓撲材料的加工工藝及系統。
背景技術：
2.金屬單元素二維拓撲材料具有豐富的物理化學性質以及廣闊的應該用前景。很多主族元素都可以形成穩定得單層結構，從而具有由于自旋軌道耦合作用產生的量子自旋霍爾效應。存在量子自旋霍爾效應的二維拓撲材料即量子自旋霍爾絕緣體其體內具有由于自旋軌道耦合打開的拓撲能隙，而邊界則存在受拓撲保護的導電通道,可以實現無耗散電子輸運。
3.目前，金屬單元素二維拓撲材料研究的制備方法主要有機械剝離、化學剝離、化學氣相沉積、分子束外延等等，其中，機械剝離需要存在對應的層狀單質，對于iv族的金屬單元素二維拓撲材料，無法采用這一方法制備；化學剝離也不是一種廣譜的制備手段，只對于制備多元的二維拓撲材料十分有用；分子束外延方法是在超高真空環境中通過加熱單質原材料蒸發形成原子和分子團簇，再沉積到表面聚合形成二維拓撲材料，該方法需要超高的真空環境，對加工條件和加工設備要求較高。這些方法對材料和加工條件都有一定的限制，因此亟需一種較低加工條件要求和譜適于多種材料的金屬單元素二維拓撲材料制備方法。
技術實現要素：
4.針對上述缺陷，本發明的目的在于提出一種制備金屬單元素二維拓撲材料的加工工藝及系統，用于解決現有加工工藝中對加工條件和加工設備要求苛刻，不便于廣泛實施應用的問題。
5.為達此目的，本發明采用以下技術方案：
6.一種制備金屬單元素二維拓撲材料的加工工藝，其包括如下內容：
7.將金屬單質粉末與氧化鋯顆?；旌?，得到混合物；
8.將所述混合物裝入陶瓷反應管內并以惰性電極固定在密閉保護腔內，營造真空保護氣氛；
9.對混合物進行高壓放電加工，再進行快速低溫冷卻，得到反應生產物；
10.取出反應生成物進行篩濾，去除氧化鋯顆粒，得到金屬單元素二維拓撲材料。
11.更優的，所述氧化鋯顆粒粒徑選取在2～3mm。所述氧化鋯顆粒在所述混合物中起到提高所述混合物高溫導電性的作用，所述氧化鋯顆粒的粒徑過大會導致金屬單質粉末之間無法很好接觸，顆粒過小對高溫導電性的提高作用不明顯，使得最終制備出的金屬單元素二維拓撲材料質量無法達到制備要求，因此選取2～3mm粒徑的氧化鋯顆粒作為輔助材料。
12.更優的，所述陶瓷反應管采用氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷制成，所述陶瓷反應管的管內直徑為5～10mm。所述陶
聲明：
“制備金屬單元素二維拓撲材料的加工工藝及系統” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：廣東工業大學
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2025年07月23日 ~ 26日 
