專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合非晶材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠?qū)⒕哂胁煌煞?的非晶態(tài)合金復(fù)合在一起的的復(fù)合非晶材料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，利用粘接、壓制、雙噴嘴快速凝固等工藝制備的復(fù)合非晶 帶己經(jīng)得到應(yīng)用，其中比較典型的是將具有不同熱膨脹系數(shù)和磁致伸縮系數(shù)的非 晶帶材復(fù)合在一起用于傳感器等領(lǐng)域。但是國(guó)內(nèi)外對(duì)復(fù)合非晶材料的研究還不全 面、不系統(tǒng)。利用粘接或壓制工藝制造的復(fù)合非晶合金整體性能受制于粘結(jié)介質(zhì) 的性質(zhì)，允許加工溫度較低，難以獲得理想的性能。雙噴嘴快速凝固工藝?yán)脙?個(gè)獨(dú)立的開(kāi)有噴嘴的坩堝，將不同成分的母合金獨(dú)立熔化后同時(shí)噴到冷卻輥上直 接形成由雙層材料組成的復(fù)合非晶材料。已成功獲得了 (Nio.75Fe().25)78Si8B|4-
Pd80Si20, Ni78Si8B14-Co67Fe4Cr7Si8B14, Fe78Si9B13-(FeNiCr)78(SiB)22等復(fù)合非晶帶。 但是雙噴嘴快速凝固工藝制備復(fù)合非晶材料需控制好噴嘴間距、輥速、噴鑄壓力 等工藝參數(shù)，操作復(fù)雜，且難以控制復(fù)合材料的質(zhì)量，因此使復(fù)合非晶材料的應(yīng) 用受到了限制。
近年來(lái)，電鍍、化學(xué)鍍工藝在制備非晶合金鍍層方面己成為一種較成熟的工 藝。利用化學(xué)鍍、電鍍的方法可以獲得Ni基、Co基、Fe基、Pd基等多種成分、 不同厚度、不同性能的非晶態(tài)合金鍍膜。同時(shí)隨著非晶結(jié)構(gòu)研究的深入，發(fā)現(xiàn)過(guò) 渡元素(或貴金屬)-類(lèi)金屬系列非晶合金具有相似的原子排列結(jié)構(gòu)。由于在非 晶合金上鍍覆具有相似結(jié)構(gòu)的非晶鍍層會(huì)得到納米厚度的非晶鍍層。從而可以避 免產(chǎn)生在普通金屬上施鍍時(shí)形成的"延晶層"，提高復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。 利用化學(xué)鍍工藝在簡(jiǎn)單的非晶合金材料表面鍍覆非晶態(tài)合金層，開(kāi)發(fā)新型復(fù)合非 晶材料的制備工藝，可廣泛應(yīng)用于非晶傳感器的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單， 能夠?qū)⒕哂胁煌煞帧⒉煌阅?、具有相似結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金復(fù)合在一起的非晶 復(fù)合材料制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的
一種復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是利用化學(xué)鍍的方法，在基底非晶表 面鍍覆具有相似結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金，通過(guò)控制鍍液組成、pH值、反應(yīng)時(shí)間、反
應(yīng)溫度，獲得不同厚度、不同性能要求的復(fù)合非晶材料；包括以下步驟
(1) 首先將非晶基底的表面擦拭干凈，然后在堿性溶液中除油；
(2) 將沖洗干凈的非晶基底進(jìn)行酸浸蝕；(3) 第一次浸鋅處理；
(4) 在體積比l: 1的硝酸溶液中將步驟(3)產(chǎn)生的浸鋅層褪除；
(5) 在步驟(3)的浸鋅溶液中再次浸鋅；
(6) 堿性化學(xué)鍍；
(7) 酸性化學(xué)鍍；
(8) 將樣品從鍍液中取出，在蒸餾水中浸泡并沖洗干凈；在酒精中浸過(guò)后吹干。 上述復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是選擇具有相似結(jié)構(gòu)、不同成分的非
晶態(tài)合金復(fù)合；在步驟(1)中除油工藝的配方是氫氧化鈉5g/L;碳酸鈉10g/L;
時(shí)間3-5分鐘；步驟(2)中酸浸蝕工藝的酸浸蝕液配方硝酸10%，氫氟酸10%，
時(shí)間1-2分鐘；步驟(3)中浸鋅液的配方氫氧化鈉卯g/L ，七水硫酸鋅35 g/L， 氟化鈉100g/L，酒石酸10g/L;溫度室溫，時(shí)間30秒；步驟(5)中再次浸鋅 處理時(shí)間5-10秒，溫度室溫。
上述復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是步驟(6)中堿性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞綖?br> NiS(V6H20 25 g/L ， NaH2P02'H20 25 g/L，檸檬酸42 g/L;堿性化學(xué)鍍的操作 工藝為溫度80-85'C， pH值為9-10， pH值可通過(guò)添加氨水和鹽酸調(diào)節(jié)；堿性 化學(xué)鍍時(shí)間為3分鐘；步驟(7)中酸性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞绞荖iS(V6H2O20g/L ， NaH2P02'H20 24 g/L，乳酸27%與丙酸2%混合液30-40 g/L;酸性化學(xué)鍍工藝的 操作溫度為9(TC， pH值為4.6-4.8;步驟(7)中酸性化學(xué)鍍工藝操作時(shí)通過(guò)添 加NaOH稀釋液調(diào)整pH值，攪拌速率不超過(guò)1次/10分鐘。
本發(fā)明通過(guò)合理的工藝操作，可以制得雙非晶或三明治型夾心復(fù)合非晶材 料。相比于雙噴嘴快速凝固工藝具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，通過(guò)調(diào)整化學(xué)鍍參數(shù) 可獲得多種性能的非晶鍍層，避免了熱處理等操作對(duì)材料性能帶來(lái)的損壞。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的兩個(gè)最佳實(shí)施例 實(shí)施例1
(1) 原材料為購(gòu)買(mǎi)的Fe78Si9Bu非晶薄帶，表面用軟紙擦拭干凈，然后在堿性 溶液中除油。除油后先用溫蒸餾水沖洗，再用冷水沖洗；
除油配方氫氧化鈉5g/L;碳酸鈉10g/L;時(shí)間3分鐘；溫度室溫。
(2) 沖洗干凈的Fe78Si9B,3非晶帶再進(jìn)行酸浸蝕。
酸浸蝕液配方硝酸10%;氫氟酸10%;用蒸餾水稀釋?zhuān)粫r(shí)間l分鐘。
(3) 第一次浸鋅處理。浸鋅液配方氫氧化鈉90g/L ;七水硫酸鋅35 g/L;氟化鈉100 g/L;酒石酸 10 g/L;溫度室溫；時(shí)間30秒。
(4) 在體積比l: 1的硝酸溶液中將浸鋅層褪除。
(5) 在浸鋅溶液中再次浸鋅，時(shí)間6秒；溫度室溫。
(6) 堿性化學(xué)鍍。
堿性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞絅iS04'6H20 25 g/L ; NaH2POrH20 25 g/L;檸檬酸42 g/L;
溫度8(TC; pH值9.6,pH值通過(guò)添加氨水和鹽酸調(diào)節(jié)；時(shí)間3分鐘。
(7) 酸性化學(xué)鍍。
酸性性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞絅iS04'6H20 20 g/L ; NaH2POrH20 24 g/L;乳酸27% 與丙酸2Q/?；旌弦?0g/L;溫度卯。C; pH值4.6, NaOH稀釋液調(diào)整pH值， 攪拌速率不超過(guò)1次/I0分鐘。
(8) IO分鐘后將樣品從鍍液中取出，在溫?zé)岬恼麴s水中浸泡并沖洗，繼續(xù)用流 動(dòng)水沖洗干凈。在酒精中浸過(guò)后用吹風(fēng)機(jī)吹干。
按上述工藝得到的Ni8oP20-Fe78Si9B,3-Ni8oP2o三明治夾心型復(fù)合非品材料。
實(shí)施例2
U)原材料為購(gòu)買(mǎi)的Fe78Si9B!3非晶薄帶，表面用軟紙擦拭干凈，然后在堿性溶 液中除油。除油后先用溫蒸餾水沖洗，再用冷水沖洗，然后將Fe7sSi9Bi3非晶帶 單面用阻鍍膠帶包覆-,
除油配方氫氧化鈉5g/L;碳酸鈉10g/L;時(shí)間5分鐘；溫度室溫。
(2) 沖洗干凈的Fe7sSi9B,3非晶帶再進(jìn)行酸浸蝕。
酸浸蝕液配方硝酸10%;氫氟酸10%;用蒸餾水稀釋?zhuān)粫r(shí)間2分鐘。
(3) 第一次浸鋅。
浸鋅液配方氫氧化鈉90g/L ;七水硫酸鋅35 g/L;氟化鈉100 g/L;酒石酸 10g/L;溫度室溫；時(shí)間30秒。
(4) 在體積比l: 1的硝酸溶液中將浸鋅層褪除。
(5) 在浸鋅溶液中再次浸鋅，時(shí)間IO秒；溫度室溫。
(6) 堿性化學(xué)鍍。
堿性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞絅iS04'6H20 25 g/L ; NaH2P02'H20 25 g/L;檸檬酸42 g/L。 溫度85。C; pH值9.3,pH值通過(guò)添加氨水和鹽酸調(diào)節(jié)；時(shí)間3分鐘。
(7) 酸性化學(xué)鍍。
酸性性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞絅iS04'6H20 20 g/L ; NaH2P02'H20 24 g/L;乳酸27%與丙酸2。/?；旌弦?0g/L;溫度90°C; pH值4.8， NaOH稀釋液調(diào)整pH值， 攪拌速率不超過(guò)l次/10分鐘。 (8) IO分鐘后將樣品從鍍液中取出，用專(zhuān)用的溶劑溶解掉包覆層。在溫?zé)岬恼?br> 餾水中浸泡并沖洗，繼續(xù)用流動(dòng)水沖洗干凈。在酒精中浸過(guò)后用吹風(fēng)機(jī)吹干。
按上述工藝得到的Fe7SSi9B13-Ni8oP2o的雙合金型復(fù)合非晶材料。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是利用化學(xué)鍍的方法，在基底非晶表面鍍覆具有相似結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金，通過(guò)控制鍍液組成、pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度，獲得不同厚度、不同性能要求的復(fù)合非晶材料；包括以下步驟(1)首先將非晶基底的表面擦拭干凈，然后在堿性溶液中除油；(2)將沖洗干凈的非晶基底進(jìn)行酸浸蝕；(3)第一次浸鋅處理；(4)在體積比11的硝酸溶液中將步驟(3)產(chǎn)生的浸鋅層褪除；(5)在步驟(3)的浸鋅溶液中再次浸鋅；(6)堿性化學(xué)鍍；(7)酸性化學(xué)鍍；(8)將樣品從鍍液中取出，在蒸餾水中浸泡并沖洗干凈；在酒精中浸過(guò)后吹干。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是選擇具有相 似結(jié)構(gòu)、不同成分的非晶態(tài)合金復(fù)合；步驟(1)中除油工藝的配方是氫氧化鈉 5g/L，碳酸鈉10g/L，時(shí)間3-5分鐘；步驟(2)中酸浸蝕工藝的酸浸蝕液配方是 硝酸10%,氫氟酸10%，時(shí)間1-2分鐘；步驟(3)中浸鋅液的配方氫氧化鈉90 g/L，七水硫酸鋅35 g/L，氟化鈉100 g/L，酒石酸10 g/L;溫度室溫，時(shí)間30 秒；步驟(5)中再次浸鋅處理時(shí)間5-10秒，溫度室溫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合非晶材料的制備方法，其特征是步驟(6)中 堿性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞綖镹iS(V6H20 25 g/L，NaH2P02'H20 25 g/L，檸檬酸42 g/L; 堿性化學(xué)鍍的操作工藝為溫度80-85"C， pH值為9-10， pH值通過(guò)添加氨水和 鹽酸調(diào)節(jié)；堿性化學(xué)鍍時(shí)間為3分鐘；步驟(7)中酸性化學(xué)鍍?nèi)芤号浞绞?NiS04'6H20 20 g/L ， NaH2P02'H20 24 g/L，乳酸27%與丙酸2%混合液30-40g/L; 酸性化學(xué)鍍工藝的操作溫度為9(TC, pH值為4.6-4.8;步驟(7)中酸性化學(xué)鍍 工藝操作時(shí)通過(guò)添加NaOH稀釋液調(diào)整pH值，攪拌速率不超過(guò)1次/10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠?qū)⒕哂胁煌煞值姆蔷B(tài)合金復(fù)合在一起的的復(fù)合非晶材料的制備方法。其特征是利用化學(xué)鍍的方法，在基底非晶表面鍍覆具有相似結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金，通過(guò)控制鍍液組成、pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度，獲得不同厚度、不同性能要求的復(fù)合非晶材料。本發(fā)明克服了粘結(jié)復(fù)合非晶材料的整體性能受制于粘結(jié)介質(zhì)的性質(zhì)，而雙噴嘴快速凝固工藝制備工藝操作復(fù)雜，復(fù)合材料質(zhì)量難以控制的缺點(diǎn)，提供了一種新的、簡(jiǎn)單易得的非晶復(fù)合材料的制備方法，能夠?qū)⒕哂胁煌煞?、不同性能、具有相似結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)合金復(fù)合在一起，可廣泛應(yīng)用于非晶傳感器的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C23C18/18GK101435076SQ200810238548
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者李雪蓮, 邊秀房 申請(qǐng)人:山東大學(xué)