[发明专利]一种混杂相增强锆基非晶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种混杂相增强锆基非晶复合材料，其特征在于：该复合材料组成表达式为(Zr_aCu_bAl_c)_dTa_e，其中0.46≤a＝b≤0.475，0.05≤c≤0.08，且a+b+c＝1；d、e为原子百分比，92≤d＜100，0＜e≤8，且d+e＝100；

所述复合材料的基体是锆基非晶合金，增强相为核壳结构的混杂相，其中富Ta相为所述混杂相的核心，B2-CuZr相和B19'-CuZr相为所述混杂相的壳。

2.根据权利要求1所述的混杂相增强锆基非晶复合材料，其特征在于：所述复合材料组成表达式中，92≤d≤95，5≤e≤8。

3.一种权利要求1-2任一所述的混杂相增强锆基非晶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按照所述复合材料组成准备Zr、Cu、Al和Ta原料；

S2、对原料中的Zr、Ta进行真空电弧熔炼得到Zr-Ta中间合金，再对Zr-Ta中间合金和原料中的Cu、Al进行真空电弧熔炼得到Zr-Cu-Al-Ta母合金；

S3、对步骤S2得到的Zr-Cu-Al-Ta母合金进行真空感应熔炼，喷铸得到混杂相增强锆基非晶复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述原料均经过机械打磨且去除氧化皮。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述真空电弧熔炼的具体操作为：将原料置于水冷铜模坩埚内，对电弧熔炼设备抽真空，在真空环境下充入惰性保护气体保压，然后对原料进行电弧熔炼，待熔炼后的合金熔体冷却后对其翻面，再继续进行电弧熔炼，如此重复熔炼多次后，冷却得到相应的合金。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述电弧熔炼时的真空度为3.0×10^-3Pa～5.0×10^-3Pa，所述惰性保护气体为纯度为99.999％的氩气，所述惰性保护气体的相对保护压力为-0.05MPa。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：制备Zr-Ta中间合金过程中的熔炼温度为3000℃～3500℃，制备Zr-Cu-Al-Ta母合金过程中的熔炼温度为1000℃～2000℃。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述真空感应熔炼的具体操作为：将破碎后的Zr-Cu-Al-Ta母合金块置于底部开有小孔的石英管坩埚中，对感应熔炼设备抽真空，在真空环境下充入惰性保护气体保压，对合金块进行感应加热熔炼，合金块熔化后对熔体施加一定压力的惰性气体，使得熔体喷出进入底部的铜模中，得到混杂相增强锆基非晶复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述石英管坩埚底部小孔的直径为0.8mm-1mm。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述合金块熔化后对熔体施加惰性气体压力为0.02MPa～0.15MPa。