[发明专利]一种双球晶相/锆基非晶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双球晶相复合的锆基金属玻璃复合材料，其特征在于，其合金成分原子百分比表达式为：（Zr_aTi_bCu_cNi_dNb_eBe_f）C_g，其中35≤a≤70，5≤b≤15，5≤c≤20，2≤d≤12，5≤e≤15，5≤f≤23，0.5≤g≤2，a+b+c+d+e+f+g=100，该复合材料是以非晶为基体，以大尺寸内生塑性相β-Zr和细小均匀陶瓷相ZrC的双球相为第二相的复合材料。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，内生析出塑性相β-Zr的体积分数在10~90%范围内任意调整，其晶粒尺寸在10~100μm范围内可调整，其形貌为近球形；原位合成的陶瓷相相ZrC，是晶粒尺寸在1~20μm范围内的近球形颗粒。

3.如权利要求1-2任一所述的复合材料，其特征在于，由以下步骤制备：

第一步：选取Zr、Ti、Cu、Ni、Nb、Be和C为原料，复合材料的成分表达式为（Zr_aTi_bCu_cNi_dNb_eBe_f）C_g，其中a~g表示原子百分比，35≤a≤70，5≤b≤15，5≤c≤20，2≤d≤12，5≤e≤15，5≤f≤23，0.5≤g≤2，a+b+c+d+e+f+g=100；

第二步：用高真空非自耗真空电弧熔炼炉在高纯氩气保护下将第一步中配好的原料熔炼成母合金锭；

第三步：将第二步得到的母合金锭重新熔炼，吸铸成母合金棒材；

第四步：将第三步的母合金型材感应加热至熔融状态，保温10min以上；

第五步：降温至固液两相区内，半固态保温一段时间后，采用顺序凝固的方法制备出双球晶复合的锆基非晶复合材料。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于：第一步中，所述的合金组元纯度大于99.5%。

5.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于：第二步中，熔炼时采用的电流为500～650A，电磁搅拌采用的电压为1～3V。

6.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于：第五步中，半固态保温时间为10min~150min。

7.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于：第五步中，顺序凝固工艺采用的抽拉速率为4~20mm/s。

8.如权利要求1或2所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：选取Zr、Ti、Cu、Ni、Nb、Be和C为原料，复合材料的成分表达式为（Zr_aTi_bCu_cNi_dNb_eBe_f）C_g，其中a~g表示原子百分比，35≤a≤70，5≤b≤15，5≤c≤20，2≤d≤12，5≤e≤15，5≤f≤23，0.5≤g≤2，a+b+c+d+e+f+g=100；

第二步：用高真空非自耗真空电弧熔炼炉在高纯氩气保护下将第一步中配好的原料熔炼成母合金锭；

第三步：将第二步得到的母合金锭重新熔炼，吸铸成母合金棒材；

第四步：将第三步的母合金型材感应加热至熔融状态，保温10min以上；

第五步：降温至固液两相区内，半固态保温一段时间后，采用顺序凝固的方法制备出双球晶复合的锆基非晶复合材料。