[发明专利]非晶合金材料源的应用、复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，更具体地，涉及非晶合金的应用。

背景技术

镀膜技术尤其是真空镀膜技术由于可以使材料表面获得高致密高附着力的膜层而得到快速的发展，是当今改善材料表面特性的重要手段。

有效的膜层不仅可以提高材料抵御环境的能力，还可以赋予材料表面新的机械性能、装饰功能甚至特殊功能，而膜层的质量不仅取决于镀膜工艺，更取决于膜层材料。在常规的金属膜层材料中，主要有纯金属材料源和合金材料源，而常规的金属材料源通常为晶态材料，所镀膜层难以兼具优异的机械性能与化学性能于一身。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

本发明人经过研究发现，非晶合金由于具有短程有序、长程无序的结构，使其具有高强度、高弹性极限、抗磨损、高耐腐蚀性等优异的机械性能和化学特性于一身，有望成为新型的膜层材料，尤其是性能优异的靶材。

为此，本发明的一个目的在于提出一种非晶合金材料源作为溅射或蒸镀工艺中的材料源用于在基材表面形成非晶合金镀膜的应用。

本发明的另一个目的在于提出一种复合材料。

本发明的再一个目的在于提出一种复合材料的制备方法。

根据本发明第一方面实施例的非晶合金材料源作为溅射或蒸镀工艺中的材料源用于在基材表面形成非晶合金镀膜的应用，该非晶合金具有大的玻璃形成能力，在一定的成分范围内均能够形成非晶膜层。且所得到的膜层仍为非晶结构，具有优异的物理化学性能。

根据本发明的一些实施例，所述基材为金属基材或金属合金基材。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源的临界尺寸大于1mm。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源为锆基非晶合金、铁基非晶合金、钴基非晶合金。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源具有50vol%以上的非晶相。

根据本发明第二方面实施例的复合材料，包括基材和形成在所述基材表面的镀膜层，所述镀膜层为非晶合金结构，所述镀膜层由非晶合金材料源作为溅射或蒸镀工艺中的材料源而形成。

根据本发明的一些实施例，所述基材为金属基材或金属合金基材。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源的临界尺寸大于1mm。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源为锆基非晶合金、铁基非晶合金或钴基非晶合金。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源具有50vol%以上的非晶相。

根据本发明第三方面实施例的复合材料的制备方法，a、提供基材并提供非晶合金材料源；b、将步骤a中的基材和非晶合金材料源放入镀膜室中，利用溅射或蒸镀的方法在所述基材表面形成非晶合金镀膜层。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源的临界尺寸大于1mm。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源为锆基非晶合金、铁基非晶合金或钴基非晶合金。

根据本发明的一些实施例，所述非晶合金材料源具有50vol%以上的非晶相。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是实施例1和对比例1的复合材料的XRD图谱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

非晶合金由于为单相结构，即不存在多物相的成分差异，也不存在晶粒晶界的成分差异，化学成分的稳定性和一致性也是常规金属材料难以媲美的；而且，由于非晶合金为非晶态材料，具有典型的玻璃化特征，因此非晶态材料在熔点以下及玻璃化转变温度以上仍具有很低的粘滞系数，这为镀膜用靶材或蒸发源的铸造成型提供了有利的条件，可以铸造成型高质量的靶材。

在镀膜的过程中，蒸发源或靶材在消耗的过程中，由于饱和蒸汽压不同、不同金属原子溅射速率不同，因此沉积在基体上膜层材料的化学成分与蒸发源或靶材会有一定的差异，而具有大玻璃形成能力的非晶合金则可以在一定程度上消除成分的波动对非晶形成的影响。此处，需要说明的是，关于非晶合金材料源的制备方法没有特别的限制，例如，可以将通过商业途径购得的非晶合金块体通过普通的金属模铸造方法制备得到所需形状和大小的非晶合金材料源。