[發(fā)明專利]銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811437397.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN109402529A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余鵬;李冬梅;周霞;陳瀾生;戚留凱;柴毅;吳凌陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C45/00
• 分類號(hào): C22C45/00;C22C1/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發(fā)明提供一種銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，由銅基非晶合金基體和氧化鋁納米晶材料復(fù)合形成，氧化鋁納米晶材料彌散分布于銅基非晶合金基體中，形成非晶納米晶雙相結(jié)構(gòu)；所述銅基非晶合金基體的組成用化學(xué)式表示為：Cu_xZr_yAl_100?x?y，所述復(fù)合材料的組成用化學(xué)式表示為：Cu_xZr_yAl_100?x?y(z％)Al₂O₃，其中：x、y為原子比，且46≤x≤50，44≤y≤50，z％為Al₂O₃占Cu_xZr_yAl_100?x?y的體積百分比，2≤z≤10。本發(fā)明通過(guò)向銅基非晶合金基體中引入第二相氧化鋁納米晶材料，可以有效地提高晶粒細(xì)化，增加了基體中界面的含量，從而改善了銅基非晶合金基體的力學(xué)性能，尤其是大大改善了銅基非晶合金基體的塑性變形能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非晶復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，非晶合金材料作為新材料領(lǐng)域的熱門前沿課題，引起國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域科研工作者的重視。相對(duì)其他非晶合金材料，銅基非晶合金具有玻璃形成能力強(qiáng)和合成成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有高硬度、高強(qiáng)度和強(qiáng)耐蝕性的特點(diǎn)，其拉伸斷裂強(qiáng)度可高達(dá)2000MPa～2400MPa，遠(yuǎn)高于晶體材料。其在電子、宇航、軍工及機(jī)械領(lǐng)域等得到廣泛應(yīng)用。但銅基非晶合金存在塑性較差的問(wèn)題，容易導(dǎo)致金屬玻璃材料在拉伸變形時(shí)產(chǎn)生災(zāi)難性斷裂，所以銅基非晶合金難以作為結(jié)構(gòu)材料獲得大規(guī)模的實(shí)踐應(yīng)用。

因此，為了克服銅基非晶合金塑性較差的問(wèn)題，需要以銅基非晶合金為基體，設(shè)計(jì)出一種組成可控，且具有優(yōu)異的塑性變形能力的新型結(jié)構(gòu)材料。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種組成可控且具有較高塑性變形能力的銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，同時(shí)提供了制備該雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的方法。

本發(fā)明提供的銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，由銅基非晶合金基體和氧化鋁納米晶材料復(fù)合形成，氧化鋁納米晶材料彌散分布于銅基非晶合金基體中，形成非晶納米晶雙相結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述銅基非晶合金基體的組成用化學(xué)式表示為：Cu_xZr_yAl_100-x-y，其中：x、y為原子比，且46≤x≤50，44≤y≤50。

進(jìn)一步，所述復(fù)合材料的組成用化學(xué)式表示為：Cu_xZr_yAl_100-x-y(z％)Al₂O₃，其中：x、y為原子比，且46≤x≤50，44≤y≤50，z％為Al₂O₃占Cu_xZr_yAl_100-x-y的體積百分比，2≤z≤10。

本發(fā)明還公開了一種用于所述的銅基非晶/氧化鋁納米晶雙相結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

a、取金屬單質(zhì)銅、鋯、鋁置于鈦吸附的氬氣環(huán)境中混合熔煉至少5次，每次熔煉至少30s，制得Cu_xZr_yAl_100-x-y母合金鑄錠；

b、將步驟a中制得的Cu_xZr_yAl_100-x-y母合金鑄錠與Al₂O₃納米晶材料粉末置于鈦吸附的氬氣環(huán)境中混合熔煉至少3次，控制熔煉溫度為1900℃～1930℃，每次熔煉至少30s，制得混合體；