1.本发明涉及金属单元素二维拓扑材料领域，特别是一种制备金属单元素二维拓扑材料的加工工艺及系统。
背景技术：
2.金属单元素二维拓扑材料具有丰富的物理化学性质以及广阔的应该用前景。很多主族元素都可以形成稳定得单层结构，从而具有由于自旋轨道耦合作用产生的量子自旋霍尔效应。存在量子自旋霍尔效应的二维拓扑材料即量子自旋霍尔绝缘体其体内具有由于自旋轨道耦合打开的拓扑能隙，而边界则存在受拓扑保护的导电通道,可以实现无耗散电子输运。
3.目前，金属单元素二维拓扑材料研究的制备方法主要有机械剥离、化学剥离、化学气相沉积、分子束外延等等，其中，机械剥离需要存在对应的层状单质，对于iv族的金属单元素二维拓扑材料，无法采用这一方法制备；化学剥离也不是一种广谱的制备手段，只对于制备多元的二维拓扑材料十分有用；分子束外延方法是在超高真空环境中通过加热单质原材料蒸发形成原子和分子团簇，再沉积到表面聚合形成二维拓扑材料，该方法需要超高的真空环境，对加工条件和加工设备要求较高。这些方法对材料和加工条件都有一定的限制，因此亟需一种较低加工条件要求和谱适于多种材料的金属单元素二维拓扑材料制备方法。
技术实现要素：
4.针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种制备金属单元素二维拓扑材料的加工工艺及系统，用于解决现有加工工艺中对加工条件和加工设备要求苛刻，不便于广泛实施应用的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种制备金属单元素二维拓扑材料的加工工艺，其包括如下内容：
7.将金属单质粉末与氧化锆颗粒混合，得到混合物；
8.将所述混合物装入陶瓷反应管内并以惰性电极固定在密闭保护腔内，营造真空保护气氛；
9.对混合物进行高压放电加工，再进行快速低温冷却，得到反应生产物；
10.取出反应生成物进行筛滤，去除氧化锆颗粒，得到金属单元素二维拓扑材料。
11.更优的，所述氧化锆颗粒粒径选取在2～3mm。所述氧化锆颗粒在所述混合物中起到提高所述混合物高温导电性的作用，所述氧化锆颗粒的粒径过大会导致金属单质粉末之间无法很好接触，颗粒过小对高温导电性的提高作用不明显，使得最终制备出的金属单元素二维拓扑材料质量无法达到制备要求，因此选取2～3mm粒径的氧化锆颗粒作为辅助材料。
12.更优的，所述陶瓷反应管采用氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷制成，所述陶瓷反应管的管内直径为5～10mm。所述陶
声明：
“制备金属单元素二维拓扑材料的加工工艺及系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：广东工业大学
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2025年06月06日 ~ 08日 
