[發(fā)明專利]一種鋁基非晶合金復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610008662.2
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105441743B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱龍龍;謝守德;王長明;曾燮榕
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞勁勝精密組件股份有限公司;東莞華程金屬科技有限公司
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;C22C21/00;C25D11/04
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 余敏

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種鋁基非晶合金復(fù)合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】

非晶合金的結(jié)構(gòu)是一種短程有序而長程無序的特殊結(jié)構(gòu)，具備常規(guī)晶體很難具備的高強(qiáng)度、高硬度、高模量和高耐蝕性等優(yōu)良性能，因此，近年來非晶合金作為金屬材料研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門課題得到廣泛關(guān)注。目前，制得的非晶合金，有涉及鋁基非晶合金的，但普遍存在表面易被氧化，不耐酸堿服飾及磨損的問題。如果要在電子元器件，汽車零部件，化工，航空航天等領(lǐng)域有一定運(yùn)用，需要進(jìn)一步改進(jìn)鋁基非晶合金復(fù)合材料的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種鋁基非晶合金復(fù)合材料及其制備方法，制得的鋁基非晶合金復(fù)合材料耐腐蝕、耐磨，且具有高強(qiáng)度和高硬度。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決：

一種鋁基非晶合金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：1)制備具有如下通式的鋁基非晶合金基體：Al_aMg_bZr_cR_d，其中，a，b，c，d為對應(yīng)元素的重量百分比，85％≤a≤92％，2％≤b≤10％，0.5％≤c≤4％，1％≤d≤6％，且a+b+c+d＝1，R為Ti、La、Gd、Ce、Sc、Hf、Ta、W、Nb中的一種或多種；2)對步驟1)得到的鋁基非晶合金基體進(jìn)行表面預(yù)處理，得到表面潔凈的鋁基非晶合金基體；3)將經(jīng)過表面預(yù)處理的鋁基非晶合金基體和鉛板置于盛有含氧化性物質(zhì)的電解液的電解槽中，以鋁基非晶合金基體為陽極，以鉛板為陰極，施加40～60V的電壓，3～6A/dm²的電流密度，在20～60℃的電解液溫度下進(jìn)行陽極氧化，使鋁基非晶合金表面形成致密的氧化膜層；4)將形成有氧化膜層的鋁基非晶合金復(fù)合材料進(jìn)行清洗封孔和干燥處理。

一種鋁基非晶合金復(fù)合材料，包括鋁基非晶合金基體和在所述鋁基非晶合金基體上的氧化膜層；所述鋁基非晶合金基體具有如下通式：Al_aMg_bZr_cR_d，其中，a，b，c，d為對應(yīng)元素的重量百分比，85％≤a≤92％，2％≤b≤10％，0.5％≤c≤4％，1％≤d≤6％，且a+b+c+d＝1，R為Ti、La、Gd、Ce、Sc、Hf、Ta、W、Nb中的一種或多種；所述氧化膜層中包括Al₂O₃、MgO、ZrO₂和R_xO_y，其中x、y是原子配比系數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是：

本發(fā)明的鋁基非晶合金復(fù)合材料的制備方法，結(jié)合特定設(shè)計(jì)的鋁基非晶合金基體的組成以及陽極氧化處理，在活化原子氧化條件下使鋁基非晶合金表面形成致密的氧化膜層。制得的鋁基非晶合金復(fù)合材料具有較好的非晶合金性能，表面著色和防護(hù)性能。經(jīng)測試，制得的復(fù)合材料耐腐蝕性能良好，耐磨性較好，且材料具有高強(qiáng)度和高硬度。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明的構(gòu)思是：對鋁基非晶合金的制備進(jìn)行研究，以得到綜合性能優(yōu)良的鋁基非晶合金復(fù)合材料。對于鋁基非晶合金材料的制備，行業(yè)內(nèi)有各種討論和研究，包括制備方法和配方上的改良，如利用惰性氣體保護(hù)通過甩帶的方式制得非晶合金，又如通過成分中加入少量的稀土元素來增強(qiáng)非晶合金的形成能力。而本發(fā)明中，從鋁基非晶合金組成通式上改進(jìn)，并結(jié)合表面處理工藝，通過陽極氧化處理在鋁基非晶合金表面形成粘附良好的氧化膜層，解決復(fù)合材料表面力學(xué)性能上的不足，同時(shí)賦予鋁基非晶合金表面的高疲勞強(qiáng)度，低缺口敏感性以及導(dǎo)熱，介電，聲學(xué)方面獨(dú)特的性質(zhì)。在結(jié)合表面處理工藝時(shí)，本發(fā)明中，采用活化原子氧化法，電壓較低，電流密度較小，溫度相對較低，通過電化學(xué)效應(yīng)使原子活化，通過活化原子間的相互反應(yīng)，反應(yīng)速率大幅度提升，從而在表面形成致密、且粘附結(jié)合牢固的有一定厚度的膜層，從而材料綜合性能優(yōu)良，較好地解決了上述問題。

本具體實(shí)施方式中，鋁基非晶合金復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：

1)制備具有如下通式的鋁基非晶合金基體：Al_aMg_bZr_cR_d，其中，a，b，c，d為對應(yīng)元素的重量百分比，85％≤a≤92％，2％≤b≤10％，0.5％≤c≤4％，1％≤d≤6％，且a+b+c+d＝1，R為Ti、La、Gd、Ce、Sc、Hf、Ta、W、Nb中的一種或多種。