[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

摘要

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。包括如下步骤(1)基片的预处理选取基片后，退火，切割并叠放；(2)压制成板将叠放好的基片放在不锈钢套筒中，进行压制；(3)轧制；(4)热处理取出不锈钢内部的多层金属基复合材料，根据多层金属基复合材料的铁磁性元素层的厚度，判断热处理的工艺是否为热处理和稳恒磁场相结合；(5)根据多层金属基复合材料的铁磁性元素层的厚度判断工艺的终止条件。本发明的制备方法，利用强磁场抑制纳米相的粗化，增强纳米相的织构取向；制备出的纳米级多层金属基复合材料，纳米层的平均厚度小于20nm，与现有技术相比，硬度提高了10～35％，电阻也提高了10～35％。

主权项

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。