[实用新型]复合产品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享受下述申请的优先权，即美国临时申请第61/614,905号，名称为“复合产品及相关方法”，申请日为2012年3月23日；美国临时申请第61/658,639号，申请日为2012年6月12日，名称为“复合产品及相关方法”；和美国临时申请第61/798,596号，申请日为2013年3月15日，名称为“复合产品极相关方法”，通过引用将所有上述申请整体并入本文。

技术领域

概括而言，本实用新型涉及复合产品及相关方法，其中该复合产品包括母材(parent material)和非母材(non-parent material)，其中所述非母材嵌入在该复合产品的母材基质中、分散在该复合产品的母材基质中、和/或其平均颗粒尺寸缩减。更具体地，本实用新型涉及复合产品以及形成复合产品的方法，该方法通过反复挤压其中/随其(例如，在其上涂覆、电镀、化学添加、共添加、以及它们的组合)具有非母材的母材，因而形成了具有母材和非母材的复合产品，所述非母材：嵌入所述母材中、分散遍及所述母材和/或在所述母材中的平均颗粒尺寸缩减。

背景技术

剧烈塑性变形(SPD)通过实施冗余的塑性变形而增加金属材料中的强度，导致显微组织的细化和独特的金属组织。SPD的局限性包括：通过SPD所致的力学性能改善由于显微组织的动态回复从而是有限的，并且SPD增强产品的热暴露可能会导致已增强性能的快速丧失。

实用新型内容

概括而言，本实用新型涉及通过反复的连续变形加工形成的复合产品，其中该复合产品包括母材(例如金属，包括但不限于：铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金、铜、铜合金、钢、钢合金、铁、铁合金、镍、镍合金、及它们的组合)和非母材(例如下列中的一种或多种：氧化物、金属、金属化合物、非金属/非金属性化合物、化学化合物，和/或纳米材料)，所述非母材被包埋(encased)/夹带(entrained)、嵌入(embedded)、和/或分散在母材中。

更具体地，在一些实施方案中，部件经受累积变形(例如通过连续挤压加工)，并且对于每次重复，在产品(或部件)上的冗余变形的水平增加，并且嵌入/夹带的材料(例如氧化物、纳米颗粒、和/或纤维)的分数也增加。

在一个方面，提供了一种挤压件，其包含：非母材以及包含金属的母材，其中非母材与母材不同，此外其中所述非母材包括粒状形式，其：嵌入在母材中和分散在母材中。

在一个方面，提供了一种复合产品，其包含：包括金属的母材和非母材的挤压件，其中所述母材包含金属材料；其中所述非母材包含嵌入在母材中和分散在母材中的粒状材料，其中所述母材不同于所述非母材。

在一些实施方案中，母材选自于由下列构成的组：铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金、铜、铜合金、钢、钢合金、铁、铁合金、镍、镍合金、以及它们的组合。

在一些实施方案中，非母材包括：金属；化学氧化的母材；纳米材料；非金属材料；以及它们的组合。

在一些实施方案中，非母材(例如，在复合产品中)包括：具有不大于约1微米的平均颗粒尺寸的金属材料。

在一些实施方案中，非母材(例如，在复合产品中)包括：具有不大于约5微米的平均颗粒尺寸的金属材料。

在一些实施方案中，非母材包括具有不大于约100纳米的平均颗粒尺寸的材料。

在一些实施方案中，非母材包括具有不大于约20纳米的平均颗粒尺寸的材料。

在一些实施方案中，非母材包括具有不大于约2微米平均颗粒尺寸的非金属纤维粒状材料(例如，玻璃纤维，碳纤维)。

在一些实施方案中，非母材在复合产品中的存在量不大于约10体积％。

在一些实施方案中，该复合产品为杆材(rod)。

在一些实施方案中，该复合产品为线材。

在一个方面，提供了一种复合产品(例如，挤压线材)，其包含：母材和非母材，其中所述非母材包括围绕且包封母材的层，其中所述母材不同于所述非母材，其中所述非母材包括电绝缘的材料，此外其中所述母材包括导电材料。

在一个方面，提供了一种系统，该系统包括：含有进给轮和挤压模具的挤压机，其中该进给轮被被配置用以将包括多个部件的进给坯料(feed stock)导引至挤压模具(以被整合)；以及喷雾器，该喷雾器被配置为在邻近进给轮的位置处附着于挤压机，其中所述喷雾器被配置为用表面处理喷涂进入的进给坯料，从而在所述多个部件的表面上限定涂层，其中该涂层包含与所述多个部件不同的材料。