外加颗粒/纤维和内生枝晶是通常制备金属玻璃基复合材料有两种方法。内生枝晶法的特征是,合金熔体先发生液-固相变析出枝晶相,剩余液相发生玻璃转变。我们提出了利用合金液-液相变制备金属玻璃基复合材料过程中,合金熔体首先发生液-液相分离,生成两个液相,随后基体液相和少量相液滴分别发生玻璃转变和液-固转变,最终获得含有晶态球形粒子的金属玻璃基复合材料。在Al-Pb(Bi)、Ag-Ni和Cu-Fe偏晶合金基础上,开展合金优化设计,采用快速凝固技术分别制备了含球晶Pb粒子的Al基金属玻璃复合材料、含晶态Ag层和Ni基金属玻璃双层/三明治结构材料、以及含晶态Cu粒子的Fe基非晶复合材料,实验测定了合金液相分离和偏晶反应的成分和温度范围。实验与模拟计算相结合,研究了合金快速凝固过程中显微组织的形成过程,揭示了合金成分和冷却速率对凝固组织结构的影响。证实了利用过偏晶合金液-液相分离现象制备含有晶态粒子相的金属玻璃基复合材料的可行性。这不仅发展了一类新型的金属玻璃基复合材料,而且还创新了一种制备该类复合材料的方法。相关成果已发表在Appl. Phys. Lett.、J. Alloys Compds.、Metall. Mater. Trans. A、 Mater. Lett.等期刊上,已授权4项国家发明专利。 图 快速凝固Al-Pb-Ni-Y-Co合金非晶复合材料。 非晶基体上分布着Pb相粒子 图 含晶态Ag层和Ni基金属玻璃双层(a)和三明治(b)结构材料 |