【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非晶合金加工处理，具体涉及一种利用激光能量注入以提高非晶合金塑性的加工处理方法。
技术介绍
1、非晶合金作为一种典型的非晶态物质，是由高温合金熔体通过快速冷却得到的。非晶合金由于独特的原子结构和金属价键使其表现出一系列优异的物理化学性能，如高强度、高弹性应变、高断裂韧性、以及优异的催化性能等，在航空航天、材料成型等众多高端领域表现出巨大的潜力。同时非晶合金在电子应用领域由于具有优异的软磁性能，在5g通信、高频电感等高端应用场景正逐步替代原有高损耗磁性材料。此外，部分非晶合金更是表现出了优异的生物相容性与耐蚀性能，这也为其在生物和腐蚀领域带来了广阔的应用前景。
2、尽管非晶合金具有诸多优异性能，但是，非晶合金在实际应用中还面临着一系列难题。非晶合金相比一般金属、塑料等材料具有很高的强度，但是多数非晶合金作为结构材料有个致命的缺陷就是缺乏宏观室温塑性变形能力。这是因为非晶合金作为冷冻液体弛豫时间太慢，在常规应变速率的作用下，只有局域的原子发生剧烈形变，并且这种局域形变不易滑移，因此形成局域的软化剪切带，并很快地转变形成裂纹，最终导致脆性断裂。同时，脆性断裂意味着非晶合金在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即可发生破坏性的断裂，而且断裂的时间和方式具有随机性。因此，宏观室温塑性变形能力的缺乏是制约非晶合金成为结构材料的瓶颈，也严重制约非晶材料其它优异性能的发挥。
3、激光(laser)是一种电磁能量波，与材料相互作用时会通过能量注入、加热以及施加压力等方式改变材料的结构和性能，对于非晶合
4、目前，并没有通过连续式激光系统调控非晶合金塑性变形能力的方法，因此，迫切需要设计系统实验、优化激光参数以及确定调控范围，以实现定量的塑性调控。
技术实现思路
1、针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种利用激光能量注入以提高非晶合金塑性的加工处理方法，利用连续激光辐照方法处理非晶合金，为非晶合金注入能量，进而改善其塑性变形能力，具有加工处理方法简便快捷，易实施，实用性强等诸多优点。
2、一种利用激光能量注入以提高非晶合金塑性的加工处理方法，激光辐照非晶合金，非晶合金经激光辐照后仍为非晶状态且塑性提高。
3、本专利技术的加工处理方法改变非晶合金能量状态，增加流变单元缺陷，提高非晶合金的塑性。该方法能够有效的提升非晶合金塑性变形能力，为调控非晶合金宏观力学性能提供了新的有效方法。
4、所述的加工处理方法，可采用连续波ar激光器、连续波kr激光器、连续波co2激光器中的一种或多种组合产生激光。
5、所述的加工处理方法，激光波长可为1060～1080nm，优选为1064～1070nm。
6、所述的加工处理方法，激光功率可为20～30w。
7、所述的加工处理方法，激光辐照非晶合金的气氛环境优选为惰性气氛环境或氧含量在1000ppm以下的气氛环境，可避免非晶合金表面氧化等问题发生。本专利技术所述惰性气氛是指不会参与反应的气体气氛，例如稀有气体气氛等。
8、所述的加工处理方法，激光辐照非晶合金时，激光扫描速度可不超过6000mm/s。
9、所述的加工处理方法，激光辐照非晶合金时，辐照次数可为1～20次(例如5次等)。
10、所述的加工处理方法，激光辐照非晶合金时，激光在非晶合金上的辐照点和激光焦距之间的距离误差优选不超过0.2mm。
11、所述的加工处理方法，所述非晶合金可为fesibpc系非晶合金、fesinbbcu系非晶合金或dyyalco系非晶合金。
12、所述的加工处理方法，激光辐照非晶合金的功率密度可为1.5×104～1.1×106w/cm2，有利于更好地提高非晶合金的塑性。
13、功率密度e：
14、
15、其中，e为功率密度，p为激光功率(单位可为w)，s为光斑面积(可通过激光辐照光斑直径按圆形面积计算公式计算获得，单位可为cm2)。
16、在一实施例中，所述的加工处理方法，所述非晶合金的化学组成可为feasibbcpdce，其中a、b、c、d、e均代表原子比，a+b+c+d+e＝100，且60≤a≤96，1≤b≤10，1≤c≤10，1≤d≤10，1≤e≤10，可选的，74≤a≤79，5≤b≤6，9≤c≤10，4≤d≤6，3≤e≤4，进一步可选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计为fe76si5.7b9.5p5c3.8。相应的，激光辐照非晶合金的功率密度可为1.5×104～6.0×105w/cm2，优选的，激光功率为20w，激光辐照光斑直径为300μm。优选条件下非晶合金塑性提升幅度最大。
17、在一实施例中，所述的加工处理方法，所述非晶合金的化学组成可为fefsignbhbicuj，其中f、g、h、i、j均代表原子比，f+g+h+i+j＝100，且50≤f≤96.9，1≤g≤20，1≤h≤10，1≤i≤10，0.1≤j≤10，可选的，70.5≤f≤76.5，13≤g≤14，2≤h≤4，8≤i≤10，0.5≤j≤1.5，进一步可选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计为fe73.5si13.5nb3b9cu1。相应的，激光辐照非晶合金的功率密度可为2.0×104～1.1×106w/cm2，优选的，激光功率为20w，激光辐照光斑直径为150μm。优选条件下非晶合金塑性提升幅度最大。
18、在一实施例中，所述的加工处理方法，所述非晶合金的化学组成可为dykymalncop，其中k、m、n、p均代表原子比，k+m+n+p＝100，且25≤k≤55，10≤m≤20，20≤n≤30，15≤p≤25，可选的，37≤k≤43，15≤m≤17，23≤n≤25，19≤p≤21，进一步可选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计可为dy40y16al24co20。相应的，激光辐照非晶合金的功率密度可为1.5×104～1.0×105w/cm2，优选的，激光功率为20w，激光辐照光斑直径为300μm。优选条件下非晶合金塑性提升幅度最大。
19、本专利技术与现有技术相比，有益效果有：
20、与通常所采用的激光辐照技术不同，本专利技术采用能量相对较低的连续式激光，可通过改变激光的光斑直径调节功率密度，进而对激光辐照改善非晶合金塑性变形的能力进行调节和评估本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用激光能量注入以提高非晶合金塑性的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金，非晶合金经激光辐照后仍为非晶状态且塑性提高。
2.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，采用连续波Ar激光器、连续波Kr激光器、连续波CO2激光器中的一种或多种组合产生激光；
3.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光功率为20～30W。
4.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金的气氛环境为惰性气氛环境或氧含量在1000ppm以下的气氛环境。
5.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金时，激光扫描速度不超过6000mm/s，辐照次数为1～20次(例如5次等)。
6.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金时，激光在非晶合金上的辐照点和激光焦距之间的距离误差不超过0.2mm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金为FeSiBPC系非晶合金、FeSiNbBCu系非晶合金或DyYAlCo系非晶合金；p>
8.根据权利要求7所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金的化学组成为FeaSibBcPdCe，其中a、b、c、d、e均代表原子比，a+b+c+d+e＝100，且60≤a≤96，1≤b≤10，1≤c≤10，1≤d≤10，1≤e≤10，优选的，74≤a≤79，5≤b≤6，9≤c≤10，4≤d≤6，3≤e≤4，进一步优选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计为Fe76Si5.7B9.5P5C3.8；
9.根据权利要求7所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金的化学组成为FefSigNbhBiCuj，其中f、g、h、i、j均代表原子比，f+g+h+i+j＝100，且50≤f≤96.9，1≤g≤20，1≤h≤10，1≤i≤10，0.1≤j≤10，优选的，70.5≤f≤76.5，13≤g≤14，2≤h≤4，8≤i≤10，0.5≤j≤1.5，进一步优选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计为Fe73.5Si13.5Nb3B9Cu1；
10.根据权利要求7所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金的化学组成为DykYmAlnCop，其中k、m、n、p均代表原子比，k+m+n+p＝100，且25≤k≤55，10≤m≤20，20≤n≤30，15≤p≤25，优选的，37≤k≤43，15≤m≤17，23≤n≤25，19≤p≤21，进一步优选的，所述非晶合金的化学组成按原子比计为Dy40Y16Al24Co20；
...【技术特征摘要】
1.一种利用激光能量注入以提高非晶合金塑性的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金，非晶合金经激光辐照后仍为非晶状态且塑性提高。
2.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，采用连续波ar激光器、连续波kr激光器、连续波co2激光器中的一种或多种组合产生激光；
3.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光功率为20～30w。
4.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金的气氛环境为惰性气氛环境或氧含量在1000ppm以下的气氛环境。
5.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金时，激光扫描速度不超过6000mm/s，辐照次数为1～20次(例如5次等)。
6.根据权利要求1所述的加工处理方法，其特征在于，激光辐照非晶合金时，激光在非晶合金上的辐照点和激光焦距之间的距离误差不超过0.2mm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金为fesibpc系非晶合金、fesinbbcu系非晶合金或dyyalco系非晶合金；
8.根据权利要求7所述的加工处理方法，其特征在于，所述非晶合金的化学组成为feasibbcpdce，其中a、b、c、...
【专利技术属性】
技术研发人员：高云鹤，高萌，金纯波，王叶蓓，霍军涛，王军强，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。