[发明专利]玻璃状纳米材料

权利要求书

1.一种金属合金，其包含：

在45.0原子%-71原子%水平的Fe；

在4.0原子%-17.5原子%水平的Ni；

在11.0原子%-16原子%水平的B；

在0.3原子%-4.0原子%水平的Si；

该合金包含在5.0体积%-95.0体积%范围内存在的失稳玻璃基体显微成分（SGMM）组织，并且确定具有不同化学组成的两种相，其中所述SGMM组织包括一种或多种半结晶相或结晶相，其中半结晶相包含展现2.0nm或更小的最大线性尺度的簇，并且所述结晶相包含展现大于2.0nm的最大线性尺度的簇和玻璃基体，其中玻璃相中的结构单元具有的尺寸，并且其中所述合金具有0.4GPa-3.9GPa的极限拉伸强度和0.4%-5.5%的拉伸延伸率。

2.权利要求1的金属合金，其中所述合金具有7.40g/cm³-7.80g/cm³的密度。

3.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金在396℃-713℃温度范围内展现玻璃至结晶的转变。

4.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金展现900-950的维氏硬度。

5.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金具有大于1.0微米的厚度。

6.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金展现诱发剪切带钝化（ISBB）以防止剪切带在合金中扩展。

7.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金展现剪切带捕获相互作用（SBAI），其通过剪切带/剪切带相互作用而捕获剪切带。

8.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金包括在0.1原子%-19.0原子%水平的铬。

9.前述权利要求中任一项的金属合金，其中所述合金置于或用于以下物件中的一种或多种中：防弹衣、结构蜂窝构造；壳体饰面；用于电力或信号的传输电缆；轮胎；鞋类；复合材料；混凝土；或包括热塑性和/或热固性聚合物树脂的聚合物树脂材料。

10.一种用于形成包含失稳玻璃基体显微成分（SGMM）的金属合金的方法，其包括：

提供金属合金，其包含在45.0原子%-71原子%水平的Fe；在4.0原子%-17.5原子%水平的Ni；在11.0原子%-16原子%水平的B；和在0.3原子%-04.0原子%水平的Si；

熔化该合金并且冷却和形成所述失稳玻璃基体显微成分，其中所述金属合金在冷却时分离成化学组成和物理性质不同的两种独特相，其中所述相形成不受成核控制并且所述SGMM组织包括一种或多种半结晶相或结晶相，其中半结晶相包含展现2.0nm或更小的最大线性尺度的簇，并且所述结晶相包含展现大于2.0nm的最大线性尺度的簇和玻璃基体，其中玻璃相中的结构单元具有的尺寸；

其中包含所述SGMM组织的所述合金具有0.4GPa-3.9GPa的极限拉伸强度和0.4%-5.5%的拉伸延伸率。

11.权利要求10的方法，其中所述SGGM组织以5.0体积%-95体积%的水平存在于所述合金中。

12.权利要求10-11中任一项的方法，其中所述合金在396℃-713℃温度范围内展现玻璃至结晶的转变。

13.权利要求10-12中任一项的方法，其中所述合金展现900-950的维氏硬度。

14.权利要求10-13中任一项的方法，其中所述合金具有大于1.0微米的厚度。

15.权利要求10-14中任一项的方法，其中所述冷却包括以下中的任一种：熔融纺丝、喷射铸造、超急冷、线材铸造、平面流动铸造或双辊铸造。

16.权利要求10-15中任一项的方法，其中包含所述SGMM组织的所述合金具有0.5mm-5.0mm的厚度。

17.权利要求10-16中任一项的方法，其中包含所述SGGM组织的所述合金为线材或纤维形式，具有1μm-120μm的直径。

18.权利要求10-17中任一项的方法，其中所述合金包括在0.1原子%-19.0原子%水平的铬。