[发明专利]晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料，其特征在于：包括合金元素M和N形成的难混溶合金M-N，以及添加的其他合金元素，合金熔体冷却过程中首先发生液-液相变，添加的其他合金元素与合金元素M混溶形成富M的非晶态合金基体结构，富M的非晶态合金基体相中，任一其他合金元素都比合金元素M所占的比例小，富M相中的合金元素M与添加的合金元素之和所占的原子比例为75～95％；合金元素N以晶态合金富N的球形粒子形式弥散分布于非晶态合金基体中，富N的球形粒子相中，合金元素N所占的原子比例为60～95％；球形粒子N的直径范围10纳米～100微米，体积百分数为1～50％。

2.按照权利要求1所述的晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料，其特征在于：难混溶合金M-N优选为Al-Pb、Al-Bi、Al-In、Al-Cd、Ca-Gd、Ca-Na、Ce-V、Cu-Li、Cu-Nb、Cu-Fe、Cu-Co、Cu-Ta、Cu-Pb、Cu-Bi、Cu-W、Fe-In、Fe-Sn、Fe-Sr、Mg-Na、Ni-Pb、Ni-Ag、Sc-V、Sm-Ba、Ti-Gd、Y-V、Y-Cr合金之一。

3.按照权利要求1所述的晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料，其特征在于：添加的其他合金元素为与合金元素M相应的非晶合金体系成分的一种或多种，添加的其他合金元素与合金元素M之间的混合焓ΔH_Mix^-为负，混溶了添加的其他合金元素的富M基体液相合金在10～10⁶K/s冷却速度下发生玻璃转变。

4.按照权利要求1所述的晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料，其特征在于：合金元素M和N在液态下为难混溶合金系，难混溶合金是组元之间混合焓为正，组元原子间相互排斥，液态时互不混溶的合金，添加的其他合金元素和合金元素N在液态下互不混溶，富N液相在10～10⁶K/s冷却速度下不发生玻璃转变。

5.按照权利要求1所述的晶态合金球形粒子/非晶态合金基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于难混溶合金具有液态组元不混溶区域的冶金学特征，通过合金种类选择与化学成分优化设计，使合金熔体在发生玻璃转变之前，先发生液-液相变，生成富M的基体液相L₁和富N的球形液滴L₂，其中一液相L₂以球形液滴形式分布于另一液相L₁基体中；

(2)在随后快速冷却过程中，合金熔体的冷却速度10～10⁶K/s，基体液相L₁发生玻璃转变，液相L₂凝固后的球形粒子弥散分布于基体中，形成晶态球形粒子/非晶态合金基体型复合材料。