[发明专利]一种驱动非晶合金快速回春的方法

说明书

本发明属于非晶合金材料制备技术领域，具体涉及一种驱动非晶合金快速回春的方法，包括如下步骤：步骤一：制作超声预压快速回春装置；步骤二：将锆基非晶合金试样装入固定模(3)中；步骤三：超声预压处理锆基非晶合金试样；步骤四：结束超声预压处理；步骤五：取出回春后的试样。本发明驱动非晶合快速回春的方法为在常温下系统调节非晶合金回春后的能量、结构状态，改善提高非晶合金的塑性变形能力提供了一种高效方案。

技术领域

本发明属于非晶合金材料制备技术领域，具体涉及一种驱动非晶合金快速回春的方法。

背景技术

非晶合金是一种新型亚稳态材料，通常由熔融态金属快速冷却而得到，由于具有类似玻璃的长程无序原子排列结构，因此又被称为金属玻璃。由于独特的原子排列，非晶合金中没有位错等缺陷，因而具备很多优异的力学、物理和化学特性，如超高的强度、优良的耐腐蚀性、良好的软磁性等等。这些独特性能使得非晶合金获得了大量的工业应用，作为结构和功能部件成功运用于医疗设备、运动器械、航空航天和微电子等领域。因此非晶合金吸引了科学界和工业界的广泛关注，成为材料学科最为活跃的研究领域之一。

制约非晶合金大范围工业应用的关键问题是非晶合金的宏观脆性。在常温下非晶合金塑性变形通常以局部的剪切带形式进行，一旦到达塑性极限即发生灾难性断裂。回春是一种同弛豫相反的物理现象，经过回春非晶合金的能量状态得到抬升，同时在结构中引入更多流变单元，非晶合金经过回春后塑性变形能力显著提高。

回春可以通过两种途径实现，一种是热回春，一种是机械回春。热回春主要是利用循环冷却加热的过程来存储一定能量，从而提升非晶合金能量状态。但热回春存在临界处理温度和临界冷却速度，即热回春存在一个临界能量，低于这一能量，与普通退火类似非晶合金仅仅发生退火弛豫。对于非晶合金，应力能够起到与温度类似的作用。同热回春的关键参数低温和冷速相比，机械回春应力更加容易连续调节。然而，传统机械回春临界应力高，处理时间长，为提升非晶合金材料的性能带来巨大阻碍。即使加入温度的辅助，回春时间缩短到几个小时，但温度的作用会引入弛豫干扰。

例如，现有技术CN201510346820.0提供了一种锆基非晶合金的制备的方法，包括以下步骤：1)、将基体材料的一端与反应器的侧壁固定相连，另一端可旋转地悬吊于所述反应器中，向反应器中通入冷却介质；2)、将锆基混合细粉通过送粉控制装置匀速送粉至所述基体材料的上表面，并位于激光器的激光加工头的正下方；3)、打开激光器，激光加工头与气体保护装置相连接，激光加工头出光，激光逐点对准基体材料的上表面，间歇关闭激光器，形成非晶点；4)、匀速旋转所述基体材料，使得已凝固的所述非晶点浸入冷却介质中进行后冷处理；重复此步骤，在基体材料上表面形成锆基非晶合金。但此种方法制备非晶合金成本较高，且效率低，制备出的非晶合金尺寸难以达到块体级别(1mm以上)。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种新型快速机械回春的方法——超声预压，在弹性加载同时施加高频振动加速产生回春效果，大幅提高锆基非晶合金在常温下的塑性变形能力。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种驱动非晶合金快速回春的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制作超声预压快速回春装置，所述装置包含变幅杆(2)，试样固定模(3)，拉伸机实验平台，变幅杆(2)经固定后其末端的超声冲头(21)垂直于试样固定模(3)，试样固定模(3)可以通过拉伸机实验平台上下移动；

步骤二：将锆基非晶合金试样装入固定模(3)中；

步骤三：超声预压处理锆基非晶合金试样；

步骤四：结束超声预压处理；

步骤五：取出回春后的试样。