[發明專利]一種層狀NiAl材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310026951.1
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103057203A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 范國華;杜巖;王慶偉;耿林;張杰;崔喜平;鄭鎮洙;王桂松;李愛濱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B37/10;C22C19/03;C22C21/00;C22C30/00;C22F1/04;C22F1/00;C22F1/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及NiAl材料及其制備方法。

背景技術

金屬間化合物由于存在金屬鍵和共價鍵，共價鍵使得原子間結合力增強，化學鍵趨于穩定，從而使其具有高熔點、高硬度的特性；另外金屬間化合物具有良好的抗氧化性，同時由于原子間的結合力增強，擴散減慢，導致蠕變激活能提高，從而具有高的抗蠕變性能。在眾多的金屬間化合物中，NiAl基金屬間化合物引起了國內外材料學者廣泛的關注和研究，由于其密度低，在性能和成本上同時具有很大優勢，因此被視為很有前景的高溫結構材料。

在過去的30多年里，NiAl材料一直應用于航空發動機渦輪葉片和導向葉片的防護涂層，以及Ni基合金和Co基合金零件的涂層。但同時，NiAl金屬間化合物室溫塑性差、斷裂抗力及高溫強度低等不足嚴重阻礙了它更大程度的實用化。為此，國內外研究者采用了合金化、制備多相合金、制備復合材料、定向凝固、機械合金化、熱壓及熱等靜壓、燃燒合成以及微晶涂層等工藝，大大改善了NiAl合金的力學性能。

NiAl基合金板材的制備是NiAl基合金實用化研究中最為重要的課題之一。然而，由于NiAl基合金具有本質脆性，制備NiAl基合金板材的難度很大，使NiAl的應用受到限制。

發明內容

本發明是要解決現有的NiAl材料制備方法制備得到的NiAl材料由于其本質脆性，使得制備NiAl基合金板材的難度大的問題，而提供了一種層狀NiAl材料及其制備方法。

一種層狀NiAl材料，是由Ni箔和Al箔交替疊層后制備而成的，層狀NiAl材料的晶粒呈層狀分布。

一種層狀NiAl材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、準備Ni箔和Al箔，并對Ni箔和Al箔進行表面清潔處理；

二、將經步驟一處理的Ni箔和Al箔交替疊層放置后，在真空度小于1Pa的條件下，加熱至300℃～500℃，同時施加10MPa～30MPa的機械壓力，恒溫恒壓0.5h～1.5h后，卸去壓力，得到初材料；

三、將經步驟二處理得到的初材料加熱至1150℃～1450℃，保溫1h～3h，然后，降溫至800℃～1100℃，同時施加10MPa～40MPa的機械壓力，恒溫恒壓0.5h～1.5h后，卸去壓力并冷卻至室溫，即得到層狀NiAl材料，其中，層狀NiAl材料的晶粒呈層狀分布。

本發明的優點：一、本發明的一種層狀NiAl材料的制備方法中，通過將Ni箔和Al箔層疊后進行高溫熱處理，得到了晶粒尺寸層狀分布的層狀NiAl材料，由于層狀NiAl材料中，兼具有細晶材料和粗晶材料在室溫和高溫下的優勢，使層狀NiAl材料從根本上克服了本質脆性的缺點；二、本發明的一種層狀NiAl材料的制備方法，生產工藝簡單，周期短，成本低，易工業化生產；三、本發明的一種層狀NiAl材料的制備方法制備得到的層狀NiAl材料，通過調整Ni箔和Al箔厚度，可得到粗細晶不同厚度的層狀NiA材料。

附圖說明

圖1為試驗一得到的層狀NiAl材料的掃描電子顯微鏡的背散射圖。

圖2為試驗一得到的層狀NiAl材料的EBSD圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式是一種層狀NiAl材料，它是由Ni箔和Al箔交替疊層后制備而成的，層狀NiAl材料的晶粒呈層狀分布。

本實施方式所述的晶粒，由于晶粒大小對金屬材料高溫力學性能的影響很大，當使用溫度低于等強溫度時，細晶粒有較高的強度；當使用溫度高于等強溫度時，粗晶粒合金有較高的蠕變極限和持久強度極限，所述的層狀NiAl材料晶粒呈層狀分布，兼具細晶材料、粗晶材料在室溫和高溫下的優勢，其獨特的層狀結構使其具有良好的力學性能。

本實施方式的優點：一、本實施方式的一種層狀NiAl材料的制備方法中，通過將Ni箔和Al箔層疊后進行高溫熱處理，得到了晶粒尺寸層狀分布的層狀NiAl材料，由于層狀NiAl材料中，兼具有細晶材料和粗晶材料在室溫和高溫下的優勢，使層狀NiAl材料從根本上克服了本質脆性的缺點；二、本實施方式的一種層狀NiAl材料的制備方法，生產工藝簡單，周期短，成本低，易工業化生產；三、本實施方式的一種層狀NiAl材料的制備方法制備得到的層狀NiAl材料，通過調整Ni箔和Al箔厚度，可得到粗細晶不同厚度的層狀NiA材料。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同點在于：所述的Ni箔的厚度為0.05mm～0.5mm；所述的Al箔的厚度為0.05mm～0.5mm。其它與具體實施方式一相同。