[發明專利]一種大塊石墨烯金屬玻璃復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910546031.X
• 申請日: 2019-06-23
• 公開（公告）號: CN110129691A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 余鵬;陳瀾生;李冬梅;陳萍;劉曉萍;楊娟;周霞
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;C22C1/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明提供一種大塊石墨烯金屬玻璃復合材料,由非晶合金基體Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5和石墨烯GP復合形成；通過向非晶合金基體Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5中引入特定用量的石墨烯超導材料，使石墨烯超導材料彌散分布于Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶合金基體中，大大改善了非晶合金的塑性變形能力和導電能力，能夠制備出臨界尺寸高達50mm的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料，使制得的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料的塑性高達22％，電阻率低，導電性能強，可進行大規模的實踐應用。

技術領域

本發明涉及非晶復合材料領域，具體涉及一種大塊石墨烯金屬玻璃復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，非晶合金材料作為新材料領域的熱門前沿課題，引起國內外材料領域科研工作者的重視。對于非晶合金材料來說，雖然相對于其他晶體材料具有高強度、高硬度和強腐蝕性的優點，但是其本身卻存在很多限制其應用的缺陷，比如：(1)非晶合金材料塑性較差，在拉伸變形時產生災難性斷裂，(2)非晶合金材料導電性能差，難以運用于電子領域方面，(3)非晶形成能力差，難以制備大塊非晶合金材料；而這些缺陷導致非晶合金材料難以實現大規模的運用。

因此，為了更好地應用非晶合金材料，需要設計出一種新型的結構材料，克服非晶合金材料塑性較差、導電能力弱、非晶形成能力差的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種具有較高的塑性變形能力、超強的非晶形成能力和較強的導電能力的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料，同時提供了制備該新型復合材料的方法。

本發明提供的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料,由非晶合金基體Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5和石墨烯GP復合形成。

進一步，所述復合材料的組成用化學式表示為：Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5(z％)GP，z％為石墨烯占Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5的體積百分比，10≤z≤20。

本發明還公開了一種用于所述的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料的制備方法，包括如下步驟：

a、取金屬單質鋯、鈦、銅、鎳、鈹置于鈦吸附的氬氣環境中混合熔煉至少5次，每次熔煉至少30s，控制熔煉溫度為2000℃～2100℃，制得Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5母合金鑄錠；

b、把石墨烯材料放置于銅模腔體之中，再將步驟a中制得的母合金鑄錠重新熔煉成為熔融液體后，通過負壓吸入腔體內，與腔體內的石墨烯材料混合，使石墨烯材料彌散分布于母合金中，制得混合體；

c、將步驟b中制得的混合體重新熔化后，通過銅模吸鑄法，即可制得具有較高的塑性變形能力、超強的非晶形成能力和較強的導電能力的大塊石墨烯金屬玻璃復合材料。

進一步，所述金屬單質鋯、鈦、銅、鎳、鈹的純度均不低于99.9％。