[发明专利]一种金属玻璃微米箔及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属玻璃微米箔及其制备方法，所述方法包括：将金属与金属玻璃板材或带材叠加；将上述叠加后的材料加热至金属玻璃的过冷液相区，即玻璃转变温度T_g和晶化温度T_x之间，然后进行辊轧压延，获得厚度为微米尺度的金属玻璃箔材，即金属玻璃微米箔。本发明所述方法能够快速、大规模地制备金属玻璃箔材，且成本低廉、操作简便；通过本发明所述方法制备的金属玻璃微米箔在传感器、污水处理、电子皮肤、柔性智能穿戴、电磁屏蔽、抗辐照、催化、复合材料等领域存在应用潜力。

技术领域

本发明涉及金属玻璃(非晶态合金)微制造工艺领域，具体地，涉及一种金属玻璃微米箔及其制备方法。

背景技术

金属玻璃是20世纪60年代以来发展起来的一种新材料。它是指合金熔体在快速冷却到室温形成的非晶态合金。金属玻璃具有超高强度、高硬度、高弹性极限、优异的耐腐蚀性能等诸多优点。大多数非晶合金体系，拉伸变形过程中弹性部分的应变极限在2％左右，远高于传统晶态金属。非晶合金的这种高弹性的根源在于它的结构无序性，即不能像晶态材料那样通过位错滑移很快使材料达到屈服。非晶合金的电阻率一般高于晶态金属材料的电阻率，通常为100～300μΩ·cm。此外，非晶合金的电阻率温度系数特别小，温度系数α的绝对值一般小于10^-5。高弹性应变极限，高电阻率，低的电阻温度系数，耐腐蚀这些优点使得金属玻璃微米箔是一种较为理想的电阻应变敏感材料。

目前制备金属玻璃(非晶合金)薄带的方法主要为甩带法，即将熔融的合金液喷射在高速旋转的冷却辊上，通过快速冷却得到金属玻璃薄带。该方法制备的铁基非晶带材已广泛应用于变压器铁芯等设备中，且金属玻璃薄带在降解污水中的偶氮染料方面也存在应用潜力。甩带法制备的金属玻璃薄带厚度通常大于10μm，难以制备厚度小于10μm的金属玻璃箔材。

金属玻璃有类似于氧化物玻璃的脆性，在室温下只有部分合金的小样品可以在压缩条件下表现出一定的塑性变形，因而在室温下通常很难对金属玻璃进行加工。与普通的氧化物玻璃一样，金属玻璃在连续升温的时候，在某一温度会发生玻璃转变，这一温度称为玻璃转变温度(T_g)，在该温度附近，合金粘度急剧降低，进入具有流变成型的过冷液体状态。温度进一步升高时，在某一温度会发生晶化反应，这一温度称为晶化温度(T_x)。通常把玻璃转变温度(T_g)和晶化温度(T_x)之间的区间称为过冷液相区。金属玻璃在过冷液相区具有超塑性成型的特点，正如氧化物玻璃加热到软化温度以上，可以通过压制、吹制、压延、拉制、热轧等多种方法制备形状各异的制品，金属玻璃加热到玻璃转变温度(T_g)和晶化温度(T_x)之间，也具有超塑性成型能力，可以在应力作用下发生均匀变形。

金属玻璃作为一种新型材料，其性能也会随着尺寸的变化而发生改变。随着金属玻璃薄带厚度的减小和表面积的增大，其降解污水中偶氮染料的性能也可能得到提升。由于金属玻璃的超高强度、高硬度、高弹性极限、优异的耐腐蚀性能、优异的磁学性能、抗辐照等诸多特点，金属玻璃微米箔材在传感器、污水处理、柔性智能穿戴、电磁屏蔽、复合材料等领域也存在应用潜力。但因金属玻璃微米箔材制备难度的限制，严重阻碍了金属玻璃微米箔材的研究和应用，因而寻找一种高效量产的制备方法显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高效量产的金属玻璃微米箔及其制备方法，能够快速、大规模地制备金属玻璃箔材，解决金属玻璃微米箔材制备难的问题，且成本低廉、操作简便，易于大规模工业化生产。

为实现以上目的，本发明提供一种金属玻璃微米箔的制备方法，包括：

将金属与金属玻璃板材或带材叠加；

将上述叠加后的材料加热至金属玻璃的过冷液相区，即玻璃转变温度T_g和晶化温度T_x之间，然后进行辊轧压延，获得厚度为微米尺度的金属玻璃箔材，即金属玻璃微米箔。