[发明专利]非晶薄膜/高熵合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.非晶薄膜/高熵合金复合材料，其特征在于，非晶薄膜/高熵合金复合材料表层具有非晶结构，非晶层的厚度为0.1mm～0.3mm，内部为树枝晶区域，内部组织为单一的有序体心立方相，压缩强度为2100-2400MPa，屈服强度为1680-1880MPa，延伸率为14-18％，按照下述步骤进行制备：

步骤1，制备母合金锭

按照如下表达式Zr_aFe_bNi_cCu_dAl_e配料,其中a、b、c、d、e分别表示各对应组分的原子百分比含量(即摩尔比)，a＝0.2～0.4，b到e均为0.1～0.3，且a+b+c+d+e＝1，在惰性保护气体氛围下，采用高真空电弧熔炼炉将配料熔炼，原料的熔炼时间为120-240s，反复熔炼成成分均匀的母合金锭子；

步骤2，制备非晶薄膜/高熵合金复合材料

采用高真空单辊旋淬甩带机进行制备，将步骤1熔炼完成的母合金锭置于底端开有小孔的石英管中，将甩带机抽至真空后充入惰性保护气体后，通过电感线圈产生的涡流加热使得合金熔化，待合金完全熔化后，按下喷注键，在石英管上方和底部的压力差作用下，合金液自石英管喷嘴喷入正下方的铜模内进行快速冷却，自然冷却至室温20—25摄氏度，得到所需的棒状合金样品，即本发明的非晶薄膜/高熵合金复合材料。

2.根据权利要求1所述的非晶薄膜/高熵合金复合材料，其特征在于，在步骤1中，选用高纯度的金属原料(纯度高于99.8wt％，即锆单质、铁单质、镍单质、铜单质、铝单质的纯度均大于等于99.8wt％)进行配料，对于活泼易氧化的金属原材料需用砂纸打磨表面去除其氧化膜，然后再清洗后进行配料。

3.根据权利要求1所述的非晶薄膜/高熵合金复合材料，其特征在于，在步骤1中，选择逐个熔炼水冷铜坩埚内合金原材料，熔炼过程中使用电磁搅拌原料熔液，保证母合金锭化学成分的均匀性。

4.根据权利要求1所述的非晶薄膜/高熵合金复合材料，其特征在于，在步骤1中，惰性保护气体为氮气、氦气或者氩气，熔炼之前将真空度抽到4.0×10^-3Pa以下，优选熔炼的真空度为3.0×10^-3Pa以下，熔炼时间为160-200s。

5.根据权利要求1所述的非晶薄膜/高熵合金复合材料，其特征在于，在步骤2中，铜模为室温20—25摄氏度，利用铜模对熔融合金进行迅速冷却，因靠近铜模的熔融液体冷却速度大，远离铜模的液体冷却速度小，喷注形成的棒状样品由表层的非晶区和内部的柱状晶区组成；非晶薄膜/高熵合金复合材料棒状样品的直径为2-10mm，长度为40-60mm，优选直径5—10mm，长度40—60mm，真空度在4.0×10^-3Pa以下。

6.非晶薄膜/高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行制备：

步骤1，制备母合金锭

按照如下表达式Zr_aFe_bNi_cCu_dAl_e配料,其中a、b、c、d、e分别表示各对应组分的原子百分比含量(即摩尔比)，a＝0.2～0.4，b到e均为0.1～0.3，且a+b+c+d+e＝1，在惰性保护气体氛围下，采用高真空电弧熔炼炉将配料熔炼，原料的熔炼时间为120-240s，反复熔炼成成分均匀的母合金锭子；

步骤2，制备非晶薄膜/高熵合金复合材料

采用高真空单辊旋淬甩带机进行制备，将步骤1熔炼完成的母合金锭置于底端开有小孔的石英管中，将甩带机抽至真空后充入惰性保护气体后，通过电感线圈产生的涡流加热使得合金熔化，待合金完全熔化后，按下喷注键，在石英管上方和底部的压力差作用下，合金液自石英管喷嘴喷入正下方的铜模内进行快速冷却，自然冷却至室温20—25摄氏度，得到所需的棒状合金样品，即本发明的非晶薄膜/高熵合金复合材料。