[发明专利]结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法

权利要求书

1.一种结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，基片的预处理：

(1)选取基片的方式为(a)或(b)：

(a)选取1种合金基片，其中，基片厚度均为0.02～0.5mm，基片数目为2～50片；

(b)选取2种以上的基片，其中，基片为金属，基片厚度均为0.02～0.5mm，基片数目为2～50片；

(2)在真空或保护气氛下对基片进行退火处理：退火温度为400～700℃，退火时间为30～90min；

(3)将基片清洗，打磨、去氧化皮，表面除油后，切割成长方体，其中，切割后各基片的长和宽分别相等，各基片的厚度要求为：相同材质的基片厚度相等，不同材质的基片厚度相等或不相等；

(4)将各基片按顺序叠放在一起，叠放顺序为：当基片为1种材质时，累加叠放；当基片材质大于等于2种时，每相邻的两片基片的材质不同；

步骤2，压制成板：

(1)选取壁厚为0.4～1mm的不锈钢制成套筒，将不锈钢套筒退火处理：在900～1000℃保温30～60min；

(2)把叠放好的基片放入退火后的不锈钢套筒中，采用压力机将不锈钢套筒和叠放好的基片压制成厚度≤5mm的长条复合板，并使长条复合板表面的压强保持为2～20t/cm²，保压5～20min；

(3)将长条复合板一端打磨，以便轧机咬入；

步骤3，轧制：

将长条复合板进行多道次轧制，轧制道次为1～100次，轧制变形率为40～90％，长条复合板内部的基片转变为多层金属基复合材料；

步骤4，热处理：

(1)将轧制后的长条复合板边缘切开，取出内部的多层金属基复合材料，去除边裂部分；

(2)测取多层金属基复合材料的铁磁性元素层的厚度，进行如下操作：

当多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度＞200nm时：

多层金属基复合材料在真空或保护气氛下，进行退火处理，其中，退火温度为400～700℃，退火时间为12～60min；

当多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度≤200nm时：

多层金属基复合材料在真空或保护气氛下，进行退火处理，其中，退火温度为400～700℃，退火时间为12～60min；退火的同时对多层金属基复合材料施加稳恒磁场，其中，磁场强度为1～31T，磁场方向与多层金属基复合材料的铁磁性元素层平行；

步骤5，实现成品厚度：

测取多层金属基复合材料的铁磁性元素层的厚度，进行如下操作：

当多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度≤20nm时，停止操作；

当多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度＞20nm时，进行(a)和(b)：

(a)将多层金属基复合材料沿垂直铁磁性元素层的方向平均切割，得到2～20块多层金属基复合材料，并叠放在一起，其中，每块多层金属基复合材料形状大小相同；

(b)用叠放好的多层金属基复合材料替换叠放好的基片，重复步骤2、步骤3和步骤4，直至多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度≤20nm，停止操作。

2.根据权利要求1所述的结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，合金基片为铜铁合金或铜钴合金，金属基片为：铜、银、镍或铁。

3.根据权利要求1所述的结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤4，当多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度≤200nm时，退火的同时施加磁场，抑制多层纳米结构在热处理下的粗化。

4.根据权利要求1所述的结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤5中，经循环共轧制3次后，多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度降至50～100nm，经循环共轧制4～10次后，多层金属基复合材料的铁磁性元素层的平均厚度降至5～20nm。

5.根据权利要求1所述的结合磁场热处理制备纳米级多层金属基复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤中的保护气氛为惰性气体或氮气保护，所述的真空，真空度≥9*10^-2Pa。