梯度成分块体非晶合金样品的制备设备及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114350991A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202111620309.7(22)申请日2021.12.28(71)申请人松山湖材料实验室地址523808广东省东莞市松山湖大学创新城A1栋(72)发明人张博柯海波甄铁城赵勇闫玉强汪卫华(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人王丽莎(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C33/04(2006.01)B22D27/04(2006.01)G01N1/28(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称梯度成分块体非晶合金样品的制备设备及制备方法(57)摘要本申请提供一种梯度成分块体非晶合金样品的制备设备及制备方法，涉及非晶合金制备领域。制备设备包括壳体、导热扩散炉、加热单元及冷却单元。壳体具有容置腔，壳体设有与容置腔连通的真空孔和/或输气孔，导热扩散炉，设置于容置腔的底壁，导热扩散炉具有用于容置至少两个竖向对接的母合金样品的样品腔；加热单元设置于容置腔内，加热单元用于加热导热扩散炉，以使各母合金样品熔融成熔体并互相扩散；冷却单元用于急冷熔体，以获得梯度成分块体非晶合金样品。其能够短时间一次性制备成分连续变化且梯度分布变化的梯度成分块体非晶合金样品，有利于采用高通量筛选并确定非晶形成能力较好的材料成分。CN114350991ACN114350991A权利要求书1/2页1.一种梯度成分块体非晶合金样品的制备设备，其特征在于，包括：壳体，具有容置腔，所述壳体设有与所述容置腔连通的真空孔和/或输气孔，所述真空孔用于对所述容置腔抽真空，所述输气孔用于向所述容置腔内输入保护气体；导热扩散炉，设置于所述容置腔的底壁，所述导热扩散炉具有样品腔，所述样品腔用于容置至少两个竖向对接的母合金样品；加热单元，设置于所述容置腔内，所述加热单元用于加热所述导热扩散炉，以使各所述母合金样品熔融成熔体并互相扩散；以及冷却单元，用于急冷所述熔体，以使所述熔体凝固并获得梯度成分块体非晶合金样品。2.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述冷却单元包括设置于所述容置腔内的多个喷嘴，多个喷嘴围设于所述导热扩散炉的周向，每个喷嘴朝向所述导热扩散炉，每个喷嘴用于向所述导热扩散炉喷洒冷却液。3.根据权利要求1或2所述的制备设备，其特征在于，所述加热单元呈筒状，所述加热单元具有第一容置槽，所述第一容置槽的开口面向所述导热扩散炉的顶部，所述导热扩散炉的周壁与所述容置腔的周壁之间形成供加热单元嵌入或脱离的活动间隙；制备设备还包括驱动组件，所述驱动组件与所述加热单元传动连接，以驱动所述加热单元靠近或远离所述导热扩散炉，以使所述加热单元选择性套设于所述导热扩散炉。4.根据权利要求3所述的制备设备，其特征在于，所述加热单元包括：导热支撑套筒，具有所述第一容置槽以及外周壁，所述第一容置槽的槽壁设有测温点；保温罩，设于所述外周壁，所述保温罩的内壁与所述外周壁之间形成安装间隙，所述保温罩与所述驱动组件传动连接；电热件，位于所述安装间隙内，所述电热件围设于所述外周壁以加热所述导热支撑套筒；以及热电偶，设置于所述测温点，以测定所述导热扩散炉的温度。5.根据权利要求3所述的制备设备，其特征在于，所述容置腔内设有阀门，所述阀门将所述容置腔分隔为上腔体以及下腔体，所述导热扩散炉、所述冷却单元分别设置于所述下腔体内，所述驱动组件驱动所述加热单元在所述上腔体和所述下腔体内移动。6.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述导热扩散炉具有第二容置槽以及样品容置单元，所述样品容置单元可拆卸安装于所述第二容置槽内，所述样品容置单元内形成有所述样品腔。7.根据权利要求6所述的制备设备，其特征在于，所述导热扩散炉与所述样品容置单元的材质相同，所述导热扩散炉的材质包括石墨或陶瓷。8.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述样品腔呈圆柱状，所述样品腔的轴向长度为20‑200mm，所述样品腔的直径为1‑5mm。9.一种梯度成分块体非晶合金样品的制备方法，其特征在于，所述制备方法由权利要求1所述的制备设备实施，所述制备方法包括以下步骤：S1、将至少两个竖向对接的所述母合金样品放置于所述样品腔后，经所述真空孔对所述容置腔抽真空至目标真空度后，通过所述输气孔向所述容置腔内输入保护气体；S2、启动加热单元，利用所述加热单元加热所述导热扩散炉至温度高于各所述母合金样品的液相温度点时保温预设时间，以使各所述母合金样品熔融成熔体并互相扩散，关闭2CN114350991A权利要求书2/2页所述加热单元，启动所述冷却单元以急冷所述熔体，以使所述熔体凝固并获得梯度成分块体非晶合金样品；其中，相邻的两