含纤维的复合材料的制作方法
【专利说明】含纤维的复合材料 巧001]交叉引用相关的申请
[0002]此申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请号61/791,728优先权，该 申请的全部内容包在此被包含引用。 巧00引发明背景
[0004]耐磨涂层提供的许多优点已导致其在多种应用中的普遍使用。W工业工具为应用 的耐磨涂层提供的优点包括改进的服务寿命和对经常不断检查的需求的减少。尽管常规耐 磨涂层提供有许多优点，运些涂层不提供许多应用所需的硬度和耐磨性。
[000引因此，还需要一个涂层材料，其可提供改进的例如硬度和耐磨性的性能。 巧006] 发明小结
[0007] 在一些实施例中，本文提供一涂层材料，其包含一非晶态合金和一第二材料，一个 制造该涂层材料的方法，和改进包含非晶态合金的涂层的性能的方法。所述涂层材料比常 规涂层材料提供更加改善的性能。
[0008] -个实施例提供一种方法，其包括:使用一第一材料和一第二材料在基板上形成 一涂层材料。所述涂层材料可包括一非晶态合金和所述第二材料，所述第一材料可W适于 形成所述非晶态合金。所述第一材料在形成过程中可W在第一溫度下进行处理，并且所述 第一溫度可W比所述第二材料的烙化溫度低。
[0009] 另一个实施例提供一种方法，包括在一第一涂层材料中分散第二材料的颗粒，W 形成一第二涂层材料，所述第二涂层材料包括所述第一涂层材料和所述第二材料。相比于 第一涂层材料，所述第二涂层材料可W具有至少一种改进的性能。
[0010] 另一个实施例提供一种组合物，该组合物包含一涂层材料，和一基板。该涂层材料 可W被沉积在基板上，并且该涂层材料可W包括一非晶态合金和一第二材料的颗粒。
[0011] 应当理解的是，前述概念和在下面更详细讨论的其它概念的所有组合（只要运些 概念不互相矛盾)都被认为是本文公开的本发明主题的一部分。特别是，出现在本公开内容 末尾的要求保护的主题的所有组合都被设想作为此公开的发明主题的一部分。还应当理解 的是，本文明确采用的术语，若其也出现在通过引用并入的任何公开内容中，则其应被赋予 与本文所公开的特定概念最一致的含义。
【附图说明】
[001引本领域技术人员将理解的是，附图主要是为了说明的目的，而并非旨在限制本文 所描述的发明主题的范围。附图不一定是按比例绘制;在一些情况下，本文运里所公开的发 明主题的各个方面可W在附图中被夸大或放大，W方便不同特征的理解。在附图中，相似的 参考字符通常指的是相似的功能(例如，功能上相似和/或结构相似的元件）。
[001引图1(a) - 1(b)分别描述了在一个实施例中包含一非晶态合金的一涂层材料，和包 含所述非晶态合金和碳化鹤颗粒的一涂层材料。
[0014]图2(a)-2(b)分别描述了在一个实施例中包含一非晶态合金的一涂层材料，和包 含所述非晶态合金和碳化鹤颗粒的一涂层材料。
[0015] 图3描述了根据一个实施例的沉积在一基板上的涂层材料的横截面。
[0016] 图4描述了根据一个实施例的一个涂层材料的微观结构。
[0017] 详细说明
[0018] -个实施例设及一种方法，该方法用于形成一个涂层材料，其包含一非晶态合金 和在第一溫度下的一第二材料，其中，所述第一材料可W适于形成所述非晶态合金，并且所 述第一溫度可W比所述第二材料的烙化溫度低。另一个实施例设及改善包含非晶态合金的 一涂层材料的性能的方法，该方法包括在所述涂层材料中分散第二材料的颗粒。另一个实 施例设及被沉积于基板材料上的涂层材料，其中所述涂层材料可包括一非晶态合金和第二 材料的颗粒。
[0019] 非晶态合金
[0020] 合金可W指两种或更多种，例如至少2、3、4、5或更多的元素的金属元素的混合物， 其包括固溶体。术语"元素"在本文中可W指在一个周期表中可W找到的元素。金属可W指 任何碱金属、碱±金属、过渡金属、过渡后金属、铜系元素、和涧系元素。
[0021] 非晶态合金可W指具有非晶态、非晶体原子结构或微观结构的合金。非晶结构可 W指一个没有可观察到的长程有序的玻璃状结构;在一些情况下，非晶结构可W呈现某些 短程有序。因此，非晶态合金有时可W被称为"金属玻璃"。非晶态合金可指一合金，其中至 少有约50%为非晶相-例如，至少约60%、约70%、约80%、约90%、约95%、约99%或更多为 非晶相。取决于上下文，百分比在本文中可W指体积百分比或重量百分比。在本文中术语 "相"在此可W指物质的物理上独特的形态，如微结构。例如，固体和液体都是不同的相。类 似地，非晶相是和结晶相不同的。
[0022] 非晶态合金可W含有多种金属元素。在一些实施例中，非晶态合金可包括铁、铭、 娃、棚、儘、儀、钢、妮、铜、钻、碳、错、铁、被、侣、金、销、钮、憐、或它们的组合。在一些实施例 中，所述非晶态合金可W是错基、铁基、铁基、铜基、儀基、金基、销基、钮基、或侣基。术语"M-基"当指一种合金时可W指合金包含至少约30%的If元素-例如，约40%、约50%、约60%、 约70 %、约80 %、约90 %、约95 %、或更多的元素。百分比在本文中取决于上下文可W指 体积百分比或重量百分比。
[0023] -种非晶态合金可W是块体固化非晶态合金。块体固化非晶态合金，块体金属玻 璃（"BMG")，或块体非晶态合金可指一种非晶态合金，其可适于具有在毫米范围的至少一个 尺度。在一个实施例中，该尺度可W指最小尺寸。根据不同的几何形状，尺度可W指厚度、高 度、长度、宽度、半径、和类似物。在一些实施例中，运个最小尺度可为至少约0.5毫米-例如， 约1毫米、约2毫米、约3毫米、约4毫米、约5毫米、约6毫米、约8毫米、约10毫米、约12毫米或更 多。最大尺度的大小是没有限制，可W是在毫米范围，厘米范围，或者甚至米范围。
[0024] 本文所述的非晶态合金，包括块体非晶态合金，可具有大约500K/sec或更小的临 界冷却速度。术语"临界冷却速度"在此可W指在低于该溫度时非晶态结构能量不具优势， 因此不可能在一个制造过程中形成。在一些实施例中，非晶态合金的临界冷却速度可W是， 例如大约400K/秒或更小-例如，约300K/sec或更小、约250K/sec或更小、约200K/秒或小。
[0025] 非晶态合金可具有多种化学组分。在一个实施例中，非晶态合金是错基合金，如 错-铁基合金，如（（2'，11)3(化，〇1^6)6(86,41，51，8)。，其中，曰、13、(3的每一个为独立的表示 原子百分比（atomic% )的数字，a是在从30到75的范围内，b是在从5到60的范围内，C是在0 至50的范围内。其它偶然的不可避免的微量杂质也可能存在。在一些实施例中，运些合金可 W容纳显著量的其他过渡金属，如妮、铭、饥、钻。在一个实施例中，"显著量"可指约原子百 分比为5%或更多-例如，原子百分比为10%、原子百分比为20%、原子百分比为30%或更 多。
[0026] 在一个实施例中，本文中的非晶态合金可具有化学式(Zr，Ti)a(Ni，Cu)b(Be)c，其 中a，b和C的每一个为独立的表示原子百分比的数字，a是在从40至75的范围内，b是在从5至 50的范围内，C是在从5到50的范围内。其它偶然的不可避免的微量杂质也可能存在。在另一 个实施例中，合金可具有组分(Zr，Ti)a(Ni，化)b(Be)c，其中a，b和C的每一个为独立的表示 原子百分比的数字，a是在从45至65的范围内，b是在从7.5至35的范围内，C是在从10到37.5 的范围内。
[0027] 在另一个实施例中，非晶态合金可具有化学式估)a(Nb，Ti)b(Ni，Cu)c(Al)d，其中 a，b，c和d的每一个是独立地表示原子百分比的数字，a是在从45至65的范围内，b是在从0至 10的范围内，C是在从20到40的范围内，d是在从7.5到15的范围内。其它偶然的不可避免的 微量杂质也可能存在。
[0028] 在一些实施例中，所述非晶态合金可W是铁基金属合金，如(铁、儀、钻)基金属的 组分。运类组合物的例子公开于美国专利专利号6,325,868和出版物(作者A.Inoue等，应用 物理快报，第71册，第464页（1997))，（作者aien等，Mater.Trans.，JIM，第42卷，第2136页 (2001))，和日本专利申请2000126277(公共号#2001303218A)。例如，该合金可W是 FeYsAisGasPiiCsik，或 FeYsAnZrioMosWsBi 已。
[0029] 在一些实施例中，所述非晶态合金可W是如下中的至少一个:铁-铭-棚-钢-碳的 合金、儀-铭-娃-棚-钢-铜-钻的合金、铁-铭-棚-儘-娃的合金、铁-铭-棚-娃的合金、铁-铭-棚-儘-娃-铜-儀-钢的合金、铁-铭