[发明专利]一种Cu基块体非晶合金复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种Cu基块体非晶合金复合材料。

背景技术

Cu基块体非晶合金由于具有优异的力学性能、耐摩擦磨损和腐蚀性能，有望成为新型的功能与结构材料。但是，块体非晶合金的室温塑性变形几乎为0，并且其导电和导热性能远远差于相应成分的晶态合金，导致其应用范围受到极大的限制。制备块体非晶合金复合材料是解决上述问题的重要方法，而制备复合材料的关键就是要解决增强体与基体间的界面润湿问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在大气环境下热压成型一种Cu基块体非晶合金复合材料。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种Cu基块体非晶合金复合材料，其特征在于：由片状Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀合金粉末和球形Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末热压成型而成，上述各组分的重量比为（0.65～2.6）：（12.35～10.4）。

上述Cu基块体非晶合金复合材料的制备工艺，包括如下步骤:                                                采用机械球磨法制备厚度小于250nm的片状Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀合金粉末以及雾化法制备粒径小于50um的球形Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末；按照重量比为（0.65～2.6）：（12.35～10.4），称取Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀合金粉末和Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末，将粉末混合均匀后倒入Cr12MoV金属模具的型腔内；用油压机在150MPa的压力下对混合粉末进行预压成型；用加热套以10⁰C/min的升温速率将模具加热到380⁰C；用油压机在450MPa的压力下对混合粉末进行热压成型，即可获得不同形状与尺寸的致密度大于92.5%的块体非晶合金复合材料。

本发明制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）检测粉末以及块体复合材料材料的结构、用差热扫描量热计（DSC）测量非晶粉末的玻璃转变温度（T_g）和晶化温度（T_x）、用扫描电子显微镜（SEM）分析粉末的形状、尺寸以及块体复合材料的截面形貌、用阿基米德法测定试样的密度、用激光闪光法测定试样的热扩散率、用电桥法测量试样的电阻率、用万能试验机测定试样的力学性能，发现本发明制成的产品的相对密度为92.5～96.4%、热扩散率为0.062～0.128cm²s^-1、电阻率为2.54～5.72μΩm、抗压强度为630.2～936.6MPa、应变极限为2.1～4.3%。

本发明采用Cu基合金粉末作为Cu基非晶合金基体的增强体，一方面可以解决增强体与基体间的界面润湿问题，另一方面又能提高复合材料的导电、导热和机械性能，加速该类非晶合金复合材料的工业化应用进程。

本发明Cu基块体非晶合金复合材料具有良好的导电、导热以及机械性能，并且是在无真空和惰性气体保护的条件下热压成型，具有设备简单、成本低且易于工业化生产的优点。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

用天平称取Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀非晶合金粉末12.35g和Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀合金粉末0.65g，放入Cr12MoV金属模具的型腔中，在150MPa的压力下进行预压成型后，用加热套以10⁰C/min的升温速率将模具加热到380⁰C，然后以450MPa的压力进行热压成型，获得相对密度为96.4%、热扩散率为0.128cm²s^-1、电阻率为4.67μΩm、抗压强度为936.6MPa、应变极限为3.3%的块体非晶合金复合材料。

实施例2