[发明专利]与纳米复合材料覆盖层有关的制品和制造方法

权利要求书

1.一种制造复合层的方法，所述复合层包括在金属基体相中的纳米级陶瓷相，所述方法包括以下步骤：

选择基体相前体，所述基体相前体包括在脉冲加热条件下可熔的金属粉末；

提供所述纳米级陶瓷相；

将至少包括所述基体相前体的复合混合物涂覆至基板以在所述基板上形成复合混合物层，所述基板具有能热降解的物理性质，所述复合混合物层充分地粘附至所述基板，以在经受所述脉冲加热条件之前基本上保持在所涂覆的位置上；

使所述复合混合物层经受所述脉冲加热条件，所述脉冲加热条件包括在0.1秒到大约10秒内的时间段期间施加大约150瓦/平方厘米到3500瓦/平方厘米的热通量从而产生熔合层，在所述熔合层中，所述基体相前体中的所述金属粉末被流体化，且所述纳米级陶瓷相基本上均匀地散布在产生的流体化基体中，所述熔合层保持在所述基板上，而没有明显的滑移或者起泡，存在于所述复合混合物层中的所述纳米级陶瓷相的量高于大约其逾渗阈值；以及

使所述熔合层淬火以形成所述复合层，所述淬火包括允许足够的热自所述熔合层转移以使所述熔合层固化，而不明显地降低所述能热降解的物理性质。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供的步骤包括将纳米级粉末陶瓷相添加至所述粉末金属中以形成所述基体相前体。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括提供所述复合混合物中的陶瓷相前体以及允许所述纳米级陶瓷相沉淀在所述熔合层中。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述经受的步骤包括建立所述基板和所述热通量的源之间的相对运动。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供的步骤包括提供具有分别为大致3纳米到100纳米和大致1微米到1000微米的纳米级∶微米级双峰颗粒尺寸分布的陶瓷相，所述纳米级陶瓷相以体积百分比为大致0.05％到15％的量存在，且所述陶瓷相的总体积百分比小于大约85％。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述施加的步骤包括施加来自红外线加热源、射频加热源或激光加热源的热通量。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述经受的步骤包括使得所述复合混合物经受多于一个的所述脉冲加热条件。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述经受的步骤包括将足够的总热施加于所述复合混合物以将所述熔合层的温度提升至所述基体相前体中的所述粉末金属的熔点的100％到150％。

9.一种在基板上的复合层，所述复合层基本上无孔且包括在金属基体中的纳米级陶瓷相，所述纳米级陶瓷相以至少大约其逾渗阈值的量存在，且体积百分比为大约0.5％到15％。

10.如权利要求9所述的复合层，其中所述金属基体具有小于30微米的平均晶粒尺寸。

11.如权利要求9所述的复合层，其中所述金属基体具有小于10微米的平均晶粒尺寸。

12.如权利要求9所述的复合层，其中所述金属基体具有小于5微米的平均晶粒尺寸。

13.如权利要求9所述的复合层，其中所述金属基体具有小于1微米的平均晶粒尺寸。

14.如权利要求9所述的复合层，其中所述金属基体具有小于5微米的平均晶粒尺寸，所述纳米级陶瓷相以体积百分比为大约0.5％到5％的量存在。

15.如权利要求9所述的复合层，其中，所述复合层包括以体积百分比表示的量为大致1％到75％且平均颗粒尺寸从1到1000微米的微米级陶瓷相。

16.如权利要求9所述的复合层，其中，所述金属基体包括非晶态金属合金。