[发明专利]一种层状NiAl材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及NiAl材料及其制备方法。

背景技术

金属间化合物由于存在金属键和共价键，共价键使得原子间结合力增强，化学键趋于稳定，从而使其具有高熔点、高硬度的特性；另外金属间化合物具有良好的抗氧化性，同时由于原子间的结合力增强，扩散减慢，导致蠕变激活能提高，从而具有高的抗蠕变性能。在众多的金属间化合物中，NiAl基金属间化合物引起了国内外材料学者广泛的关注和研究，由于其密度低，在性能和成本上同时具有很大优势，因此被视为很有前景的高温结构材料。

在过去的30多年里，NiAl材料一直应用于航空发动机涡轮叶片和导向叶片的防护涂层，以及Ni基合金和Co基合金零件的涂层。但同时，NiAl金属间化合物室温塑性差、断裂抗力及高温强度低等不足严重阻碍了它更大程度的实用化。为此，国内外研究者采用了合金化、制备多相合金、制备复合材料、定向凝固、机械合金化、热压及热等静压、燃烧合成以及微晶涂层等工艺，大大改善了NiAl合金的力学性能。

NiAl基合金板材的制备是NiAl基合金实用化研究中最为重要的课题之一。然而，由于NiAl基合金具有本质脆性，制备NiAl基合金板材的难度很大，使NiAl的应用受到限制。

发明内容

本发明是要解决现有的NiAl材料制备方法制备得到的NiAl材料由于其本质脆性，使得制备NiAl基合金板材的难度大的问题，而提供了一种层状NiAl材料及其制备方法。

一种层状NiAl材料，是由Ni箔和Al箔交替叠层后制备而成的，层状NiAl材料的晶粒呈层状分布。

一种层状NiAl材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、准备Ni箔和Al箔，并对Ni箔和Al箔进行表面清洁处理；

二、将经步骤一处理的Ni箔和Al箔交替叠层放置后，在真空度小于1Pa的条件下，加热至300℃～500℃，同时施加10MPa～30MPa的机械压力，恒温恒压0.5h～1.5h后，卸去压力，得到初材料；

三、将经步骤二处理得到的初材料加热至1150℃～1450℃，保温1h～3h，然后，降温至800℃～1100℃，同时施加10MPa～40MPa的机械压力，恒温恒压0.5h～1.5h后，卸去压力并冷却至室温，即得到层状NiAl材料，其中，层状NiAl材料的晶粒呈层状分布。

本发明的优点：一、本发明的一种层状NiAl材料的制备方法中，通过将Ni箔和Al箔层叠后进行高温热处理，得到了晶粒尺寸层状分布的层状NiAl材料，由于层状NiAl材料中，兼具有细晶材料和粗晶材料在室温和高温下的优势，使层状NiAl材料从根本上克服了本质脆性的缺点；二、本发明的一种层状NiAl材料的制备方法，生产工艺简单，周期短，成本低，易工业化生产；三、本发明的一种层状NiAl材料的制备方法制备得到的层状NiAl材料，通过调整Ni箔和Al箔厚度，可得到粗细晶不同厚度的层状NiA材料。

附图说明

图1为试验一得到的层状NiAl材料的扫描电子显微镜的背散射图。

图2为试验一得到的层状NiAl材料的EBSD图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种层状NiAl材料，它是由Ni箔和Al箔交替叠层后制备而成的，层状NiAl材料的晶粒呈层状分布。

本实施方式所述的晶粒，由于晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响很大，当使用温度低于等强温度时，细晶粒有较高的强度；当使用温度高于等强温度时，粗晶粒合金有较高的蠕变极限和持久强度极限，所述的层状NiAl材料晶粒呈层状分布，兼具细晶材料、粗晶材料在室温和高温下的优势，其独特的层状结构使其具有良好的力学性能。

本实施方式的优点：一、本实施方式的一种层状NiAl材料的制备方法中，通过将Ni箔和Al箔层叠后进行高温热处理，得到了晶粒尺寸层状分布的层状NiAl材料，由于层状NiAl材料中，兼具有细晶材料和粗晶材料在室温和高温下的优势，使层状NiAl材料从根本上克服了本质脆性的缺点；二、本实施方式的一种层状NiAl材料的制备方法，生产工艺简单，周期短，成本低，易工业化生产；三、本实施方式的一种层状NiAl材料的制备方法制备得到的层状NiAl材料，通过调整Ni箔和Al箔厚度，可得到粗细晶不同厚度的层状NiA材料。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于：所述的Ni箔的厚度为0.05mm～0.5mm；所述的Al箔的厚度为0.05mm～0.5mm。其它与具体实施方式一相同。