[发明专利]一种具有塑性的单轴零膨胀复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有塑性的单轴零膨胀复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法在R₂Fe₁₇型金属间化合物中引入α-Fe相作为第二相，其中R₂Fe₁₇表现为负热膨胀，α-Fe表现为正热膨胀，通过控制两相比例以及R₂Fe₁₇的取向来进行正热膨胀和负热膨胀的调控，得到宽温区的单轴零膨胀材料,其中R为稀土元素，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：准备R₂Fe₁₇型金属间化合物原料和α-Fe相原料；

步骤2：将步骤1中两种原料进行混合；

步骤3：通过电弧炉将混合后的原料熔炼均匀；

步骤4：将熔炼均匀的样品置于保护气氛下退火；

步骤5：退火结束后，获得单轴零膨胀复合材料；

所述步骤1中R₂Fe₁₇型金属间化合物原料和α-Fe相原料的纯度均99.5％，具体为摩尔比分别为0.04:0.96的Ho、Fe原料10g；

所述步骤1中R₂Fe₁₇相为六方晶系或三方晶系，其中当R为轻稀土元素时，表现为三方晶系，空间群为R-3m，当R为重稀土时，表现为六方晶系，空间群为P6₃/mmc；

所述步骤1中α-Fe相为立方晶系，空间群为Im-3m；

所述步骤4具体为所得样品置于保护气氛下，1100℃退火至少24h；保护气氛为真空或惰性气体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R₂Fe₁₇型金属间化合物为基体相，所述α-Fe相为塑性第二相，通过引入塑性第二相改善基体相的力学行为，通过两相的协同作用，抑制金属间化合物的本征脆性。

3.一种具有塑性的单轴零膨胀复合材料，包括权利要求1-2之一所述的制备方法，其特征在于，所述单轴零膨胀复合材料的化学式为R_xFe_1-x，其中0＜x≤0.09，R为稀土元素。

4.根据权利要求3所述的单轴零膨胀复合材料，其特征在于，所述单轴零膨胀复合材料中包括Ho_0.04Fe_0.96，所述Ho_0.04Fe_0.96在100～335K温度区间内表现零膨胀特性，线膨胀系数α_l为0.19×10^-6。