[發明專利]一種非晶復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310356833.7
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103469119A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 楊超;曾勁;屈盛官;李小強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C22C45/04
• 分類號: C22C45/04;C22C1/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;張燕玲

1.一種非晶復合材料，含有鎳、鋯、鈦、鈮、鋁和銅元素，其特征在于：該非晶復合材料的微觀結構以鎳基非晶相為基體相，以β-Ti和(Cu,Ni)Ti₂為增強相，具體組分及其按原子百分比含量計為：Ni?30～59at.%，Zr?10～24at.%，Ti?10～35at.%，Nb?7～10at.%，Al?3～7at.%，Cu?1～3at.%，其余為不可避免的微量雜質。

2.一種根據權利要求1所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述的非晶復合材料由鎳基非晶粉末和鈦基非晶粉末經快速燒結而成。

3.根據權利要求2所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述的快速燒結指擠壓、熱壓和放電等離子燒結的粉末燒結方法中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述鎳基非晶粉末的具體組分及其按原子百分比含量計為：Ni?55～59at.%，Zr?20～24at.%，Ti?6.0～10at.%，Nb?6.0～10at.%，Al?3.0～7.0at.%。

5.根據權利要求2所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述鈦基非晶粉末的具體組分及其按原子百分比含量計為：Ti?64～68at.%，Nb?8～18at.%，Cu?6.0～10.5at.%，Ni?5.5～8.0at.%，Al?3.0～7.0at.%，其余為不可避免的微量雜質。

6.根據權利要求2所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述鎳基非晶粉末的用量按體積百分比為50～99%。

7.根據權利要求2所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：具體包含以下步驟：

步驟一：高能球磨制備非晶粉末

將鎳基非晶粉末和鈦基非晶粉末分別進行高能球磨，直至兩種合金體系形成具有寬過冷液相區的非晶態合金粉末，兩種非晶粉末按各自其體積百分比計非晶相至少達95%；

步驟二：脈沖電流燒結非晶粉末

將球磨后的鎳基非晶粉末和鈦基非晶粉末混合均勻，采用脈沖電流快速燒結裝入燒結模具內的雙相非晶粉末，精確調控燒結參數，采用高壓低溫燒結，脈沖電流燒結工藝條件如下：

燒結設備：放電等離子燒結系統

燒結電流類型：脈沖電流

燒結溫度Ts：Ts≥鈦基非晶粉末的晶化溫度-20K

????????????Ts≤鎳基非晶粉末的玻璃轉變溫度

保溫時間：10～20min

升溫速率：10～50K/min

燒結壓力：400～500MPa；

經燒結即獲得微觀結構中以鎳基非晶相為基體相，以β-Ti和(Cu,Ni)Ti₂納米晶為增強相的非晶復合材料。

8.根據權利要求7所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：步驟一中所述鎳基非晶粉末的具體組分及其按原子百分比含量計為：Ni?55～59at.%，Zr?20～24at.%，Ti?6.0～10at.%，Nb?6.0～10at.%，Al?3.0～7.0at.%；所述鈦基非晶粉末的具體組分及其按原子百分比含量計為：Ti?64～68at.%，Nb?8～18at.%，Cu?6.0～10.5at.%，Ni?5.5～8.0at.%，Al?3.0～7.0at.%，其余為不可避免的微量雜質；所述的鎳基非晶粉末和鈦基非晶粉末在高能球磨前分別在混粉機中干混至均勻。

9.根據權利要求7所述的非晶復合材料的制備方法，其特征在于：所述非晶復合材料的鎳基非晶相含量可通過控制投入的鎳基非晶粉末的含量進行控制；步驟二中所述的燒結模具指碳化鎢模具。

10.根據權利要求1所述的非晶復合材料在航天航空、軍工中的應用。