[发明专利]一种晶体/非晶复合粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合粉体，尤其是涉及一种晶体/非晶复合粉体及其制备方法。

背景技术

近几年来，大块非晶合金因具有高弹性极限、高强度、高硬度以及良好的耐腐蚀性等性能，而在生物医学组件、电子设备、体育用品、军事以及空间领域等方面具有广泛的应用前景，被认为是一种新型的工业或工程材料。但是，单相大块非晶合金材料的塑性变形是通过高度局域剪切变形来实现的，虽然在剪切带内塑性应变非常大，但是由于在断裂前剪切带的数量有限，因而室温下大块非晶合金几乎不表现出任何宏观塑性变形就发生灾难性的脆性断裂，这严重制约着大块非晶合金作为先进结构材料在工程中的大规模应用。为了改善大块非晶合金的室温宏观塑性，研究者提出一种可行的方法是在非晶合金基体中引入各种形式的塑性晶体相，这直接导致了晶体/非晶复合材料的诞生，受到了各国研究人员的广泛关注。

根据引入晶态相的方式，晶体/非晶复合材料的制备方法（6、A.Inoue,S.Chen,T.Masumoto,Zr-Y base amorphous alloys with two glass transitions and two supercooled liquid regions,Mater.Sci.Eng.A,Vol.179-180(1994),pp.346-350；7、T.Nagase,A.Yokoyama,Y.Umakoshi,Multi-scale crystalline Cu globule dispersed Fe-based metallic glass formation by multi-step liquid phase separation,J.Alloys.Compds.,Vol.494(2010),pp.295-300；8、T.Nagase,Y.Umakoshi,Formation of melt-extracted wire of Fe-Cu-Si-B alloy with core-wire/surface-cover-layer structure by arc-melt type melt-extraction method,J.Alloys.Compds.,Vol.495(2010),pp.L1-L4；9、Q.S.Zhang,W.Zhang,G.Q.Xie,A.Inoue,Formation ofa phase separating bulk metallic glass in Cu₄₀Zr₄₀Al₁₀Ag₁₀ alloy，Mater.Sci.Eng.B,Vol.148(2008),pp.97-100；10、K.Ziewiec,Z.Kedzierski,A.Lipiec,J.Stepinski,S.Kac,Formation,properties and microstructure of amorphous/crystalline composite Ag₂₀Cu₃₀Ti₅₀ alloy using miscibility gap,J.Alloys.Compds.,Vol.482(2009),pp.114-117）大致可分为四类：外加晶体颗粒或纤维复合、纳米晶析出、内生枝晶复合和液相分离型高温熔体的快速凝固。目前晶体/非晶复合材料的形式多为薄片、薄带、铸锭等，却没有粉末冶金领域常用的粉体材料。因此，寻找一种晶体/非晶复合粉体极其制备技术是十分必要而且重要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶体/非晶复合粉体及其制备方法，特别是Cu基晶体/Fe-Si-B基非晶复合粉体材料及其制备方法。

所述晶体/非晶复合粉体，包括晶相和非晶相，晶相为富铜相（Cu-rich），非晶体相为富铁硅硼相（Fe-Si-B-rich）；合金元素Cu、Fe、Si、B形成偏晶型合金，形成偏晶型合金的成分按原子百分比为(Fe_0.75Si_0.1B_0.15)_100-xCu_x（at.%），其中x的值在10～90之间。所述晶体/非晶复合粉体的粒径可为10~350μm，且粒径集中，球形度好。

所述晶体/非晶复合粉体的制备方法包括以下步骤：

1）按原子百分比，设计Fe-Si-B-Cu合金的成分，称量各金属后放入真空感应炉内的熔炼装置熔化，得合金液体；