一种Fe基非晶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Fe基非晶复合材料及其制备方法，包括Fe基非晶材料基底和附着在Fe基非晶材料基底表面的Ni

【技术实现步骤摘要】
一种Fe基非晶复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及非晶材料表面处理
，特别涉及一种Fe基非晶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]非晶态合金的制备主要是通过把高温熔融的液态金属以极快的冷却速度冷却凝固形成。由于极快的冷却速度，使凝固过程在瞬间完成，金属原子来不及成核长大就被固定下来，所以其具备短程有序而长程无序的内部原子结构，形成了非晶态合金。与传统的晶体材料相比，非晶态合金的原子以特殊的排列方式导致其具备了更加优异的化学、物理和力学等相关性能。其缺点主要表现在两方面，一是由于采用急冷法制备材料，使非晶材料的厚度受到限制；二是热力学上不稳定，受热后有晶化倾向。另外，由于非晶合金无法像晶体一样形成由位错产生的变形滑移带，导致非晶合金塑性很低，且由于非晶材料只能通过剪切带变形，在剪切带扩展过程中很难加以抑制，导致非晶在变形时总是因为单一剪切带的快速贯穿而呈现出低塑性甚至零塑性。由此，非晶材料的塑性和脆性是目前亟需解决的问题。
[0003]目前研究方向倾向于通过在非晶材料表面镀层的方式提高其塑性，但Fe基非晶材料脆性极大，在Fe基非晶材料表面镀层易导致Fe基非晶材料开裂，进而无法提高Fe基非晶材料的塑性和脆性。有相关技术在Fe基非晶材料表面镀Cu层、Fe层、Cu层、Ni
‑
P
‑
Cu层，或其组合层，但其结果对Fe基非晶材料的塑性和脆性的提高并不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种Fe基非晶复合材料，本专利技术通过配制Ni
‑
Co合金电镀液配方结合脉冲电沉积方法制备Fe基非晶复合材料，在Fe基非晶材料表面附着Ni
‑
Co合金层，提高Fe基非晶材料的塑性和脆性；通过双向交替脉冲电源，正负两向通入电流，且正负交替时连续进行制备，和对电流的各种参数进行调节(占空比，通断时间等)对Fe基非晶复合材料的纳米晶材料性能进行控制，进而得到抗弯强度、挠度、塑性和耐磨性高的Fe基非晶复合材料。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]本专利技术的第一个方面，提出了一种Fe基非晶复合材料，包括Fe基非晶材料基底和设置在所述Fe基非晶材料基底表面的Ni
‑
Co合金层，所述非晶材料包括Fe
73.5
Cu1Nb3Si
15.5
B7、Fe
80
Si8B
10
P2中的至少一种，所述Ni
‑
Co合金层的组成为Ni
x
Co
y
合金，其中x：y＝2～3：1。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述Ni
‑
Co合金层的厚度为9～32μm。
[0008]本专利技术的第二个方面，提出了一种Fe基非晶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]电沉积液在Fe基非晶材料表面进行电沉积，得Fe基非晶复合材料；
[0010]所述电沉积液包括镍盐和钴盐。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述镍盐与钴盐的质量比为2～4：1。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述镍盐包括七水硫酸镍、氯化镍中的至少一种，所
述钴盐包括七水硫酸钴中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述电沉积液的pH值为3
‑
5。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述电沉积液还包括表面活性剂，所述表面活性剂与所述镍盐的质量比为0.5～1.5％。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述表面活性剂包括十二烷基苯硫酸钠、糖精、1,4
‑
丁烯乙醇中的至少一种。添加适量的表面活性剂可以有效地提高电镀层的质量；适量的糖精可以细化电镀层的晶粒尺寸，降低电镀层中的拉伸应力；适量的十二烷基苯硫酸钠可以去除附着在电镀层上的气泡，但过多的表面活性剂会导致电镀层强度低，表面不光亮，甚至会导致涂层变脆。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，在Fe基非晶材料表面进行电沉积前，还包括对Fe基非晶材料进行预处理。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述预处理为使用稀酸润浸Fe基非晶材料表面，用水清洗。对非晶材料进行预处理可以活化Fe基非晶材料表面，提高电镀效率。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述电沉积的电流密度1.0～2.0A/dm2，电镀时间为10min～30min。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述电沉积的通电时间为0.1ms～0.3ms，断电时间为0.9ms～0.7ms。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述电沉积的电流输出功率为5～5kW。
[0021]本专利技术的第二个方面，提出了所述的Fe基非晶复合材料在电镀材料中的应用。
[0022]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)通过本专利技术Fe基非晶复合材料的制备方法显著提高非晶材料的抗弯强度和挠度，并随着厚度的增加塑性增强。
[0024](2)本专利技术使用双脉冲电源，设定工艺参数，配制Ni
‑
Co镀液，实现非晶材料表面镀镍
‑
钴层。
附图说明
[0025]图1为实施例1的Fe基非晶复合材料Fe
73.5
Cu1Nb3Si
15.5
B7的Ni
‑
Co合金层的表面形貌。
[0026]图2为实施例2的Fe基非晶复合材料Fe
80
Si8B
10
P2的Ni
‑
Co合金层的表面形貌。
[0027]图3为对比例1的Fe基非晶复合材料Fe
73.5
Cu1Nb3Si
15.5
B7复合材料的Ni层的表面形貌。
[0028]图4为对比例2的Fe基非晶复合材料(Fe
0.75
Si
0.10
B
0.15
)
96
Nb4复合材料的Ni
‑
Co层的表面形貌。
[0029]图5为实施例1Ni
‑
Co合金层EDX成分分析。
[0030]图6为实施例2Ni
‑
Co合金层EDX成分分析。
[0031]图7为对比例1Ni合金层EDX成分分析。
[0032]图8为对比例2Ni
‑
Co合金层EDX成分分析。
[0033]图9为实施例1的Ni
‑
Co合金层表面纳米压痕测试图。
[0034]图10为实施例2的Ni
‑
Co合金层表面纳米压痕测试图。
[0035]图11为对比例1的Ni层表面纳米压痕测试图。
[0036]图12为对比例2的Ni
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe基非晶复合材料，其特征在于，包括Fe基非晶材料基底和设置在所述Fe基非晶材料基底表面的Ni
‑
Co合金层，所述Fe基非晶材料基底包括Fe
73.5
Cu1Nb3Si
15.5
B7、Fe
80
Si8B
10
P2中的至少一种，所述Ni
‑
Co合金层的组成为Ni
x
Co
y
合金，其中x：y＝2～3：1。2.根据权利要求1所述的Fe基非晶复合材料，其特征在于，所述Ni
‑
Co合金层的厚度为9～32μm。3.一种Fe基非晶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：电沉积液在Fe基非晶材料基底表面进行电沉积，得Fe基非晶复合材料；所述电沉积液包括镍盐和钴盐。4.根据权利要求3所述的Fe基非晶复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雄华，孔凤玉，李润霞，王唯楚，何成，段涛，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：