一種非晶合金?石膏復合板的制作方法

本實用新型涉及復合材料制備領域，具體涉及非晶合金-石膏復合板。

背景技術：

與傳統晶態合金材料相比，非晶合金不具周期性和長程序。非晶合金的彈性模量接近于傳統工程金屬材料，但其室溫屈服強度卻大大超過與其組成成分相同的晶態合金材料，高屈服強度(～5GPa)、低楊氏模量(一般為對應的晶態金屬合金的70％左右)和大彈性應變極限(～2％)使其具有極高的彈性比功。基于其優異的力學性能，同時兼具優良的耐腐蝕性、軟磁性能、儲氫能力和低磁耗等特點，非晶合金已經顯示出作為功能材料和結構材料在各項使用性能方面明顯的優勢和極好的應用前景。

在眾多非晶合金材料中，具有優良軟磁性能、高強度和高耐腐蝕性能的鐵基非晶合金的應用有著巨大的潛力。其中，Fe-Si-B非晶合金帶材已經實現產業化生產，目前主要用于節能變壓器等領域。由于Fe-Si-B非晶合金的非晶形成能力低，在采用單輥旋淬系統制備時僅能生產出非晶態的薄帶，厚度僅為幾十微米，薄帶的尺度限制了Fe-Si-B非晶合金的結構用途，其強度難以在實際工程中得到利用。

中國實用新型專利CN102873938A介紹了一種Fe-Si-B非晶合金-銅層狀復合材料的制備方法，利用真空擴散連接試驗機，通過擴散焊接的方法將Fe-Si-B非晶合金和銅焊接形成復合材料，該技術方案缺點在于實驗條件苛刻，制備難度較大，易造成非晶合金材料的浪費；公開號CN102529227A的專利文獻公開了一種以鐵基非晶/納米晶帶材做貼片層的電磁屏蔽復合材料制備方法，該材料以Fe₇₈Si₉B₁₃或Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉帶材為電磁屏蔽材料貼在丁基橡膠薄膜/碳纖維/丁基橡膠薄膜夾層結構的表面制得。以非晶合金薄帶通過焊接、粘貼等方式與金屬、橡膠等基體材料復合制備電磁屏蔽材料存在工藝復雜、成本高、整體性差等缺陷，不利于在工程中大規模推廣使用，同時非晶合金與橡膠力學性能差異巨大，一方面不能充分發揮非晶合金強度高的優點，另外，變形性能的巨大差異容易在二者的界面層產生滑移，從而導致界面分離而脫開，失去組合作用。非晶合金-金屬復合材料是利用非晶合金在過冷液相區，通過壓力與銅原子表面擴散的方式連接，首先，在制備過程中，需要達到Fe-Si-B的玻璃化轉變溫度以上(480-500攝氏度)，同時壓力達到70-90MPa才能實現，而且必須是真空氣氛，非晶與銅的結合屬于原子級別的冶金結合，這種方式一方面無法大規模生產，或者生產大尺度的非晶合金-銅復合材料，同時，由于屬于金屬-金屬的復合材料，與無機非金屬-非晶的組合方式不一樣。因為銅本身具有比較好的強度，導電、導熱性能與非晶本身也相近，所以非晶合金-金屬的應用范圍很受限制。此外，非晶合金-金屬的成本很高。

隨著鐵基非晶合金帶材生產規模的進一步擴大，其價格優勢將進一步顯現，同時，生產過程中產生的缺陷產品、非晶合金變壓器回收后產生的大量廢棄非晶合金帶材等將逐步增多。若將這些非晶合金加以合理利用，變廢為寶，將產生重大的經濟價值和社會效益，且符合材料環保、再生利用的國家可持續發展戰略。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種力學性能優異、耐腐蝕性強、電磁屏蔽效能優異、具備儲氫能力、低磁耗，抗拉、抗折強度及抗開裂能力強的非晶合金-石膏復合板；此外，本實用新型還提供一種工藝簡單、成本低、整體性好的非晶合金-石膏復合板成型方法。

根據本實用新型提供的第一種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板，它包括：當復合板水平放置時，一層非晶合金層和作為上、下面層的兩個石膏層。所述的非晶合金層開設有孔，孔的孔徑為0.5mm-30mm；優選1.5mm-25mm，更優選2.5mm-10mm。

在本發明中，所述的兩個石膏層，每個石膏層的厚度為2-200mm，優選為3-150mm，更優選為5-100mm，進一步優選為10-50mm。

一種非晶合金-石膏復合板，它包括：當復合板水平放置時，多層(優選2-10層，例如2層或3層或4層)的非晶合金層和作為上、下面層的兩個石膏層，所述復合板還包括位于相鄰的2層非晶合金層之間的作為間隔層的石膏層(或石膏芯層)；所述的非晶合金層開設有孔，孔的孔徑為0.5mm-30mm；優選1.5mm-25mm，更優選2.5mm-10mm。

在本發明中，所述作為上、下面層的兩個石膏層，每個石膏層的厚度為2-200mm，優選為3-150mm，更優選為5-100mm，進一步優選為10-50mm。作為間隔層的石膏層的厚度為1-50mm，優選為2-40mm，更優選為3-30mm，進一步優選為4-20mm。

優選的是，非晶合金層上表面和下表面涂有防護層，所述防護層為防護材料，優選為環氧樹脂。

在上述復合板中，包括至少一層的非晶合金層。石膏層作為復合板的兩個面層和任選地作為相鄰兩層的非晶合金層之間的間隔層。

當復合板包括多層的非晶合金層時，石膏層還作為相鄰兩層的非晶合金層之間的間隔層。

在本申請中，所述的“表面”一般是指層的主表面。

所述的一層或多層的非晶合金層被夾于上、下兩個石膏層之間，且每一層的非晶合金層的上表面和下表面均與石膏層接觸。

優選的是，非晶合金層上表面和下表面均涂有防護層，所述防護層為防護材料，優選為環氧樹脂。非晶合金層的上表面和下表面涂有環氧樹脂，然后石膏層與環氧樹脂接觸。更優選的是非晶合金層的外表面(包括上表面、下表面、側面；如果開有孔，還包括孔的內表面)均涂有環氧樹脂。

優選的是，所述的非晶合金層開設有(多個)孔。

優選孔的形狀為圓形。

在本實用新型中，所述同一層非晶合金層上孔的孔徑可以全部相等、部分相等或者全部不相等。

相鄰孔的孔中心間距2-300mm，優選為4-250mm，更優選為8-120mm。

在本實用新型中，所述的非晶合金層的層數為1-10層，優選2-8層，更優選3-5層。

優選的是，所述多層非晶合金層的層間距為1mm-10mm，優選2mm-8mm，更優選3mm-5mm。

在本實用新型中，所述多層的非晶合金層之間可以彼此等間距設置、部分等間距設置或者全部不等間距設置。

在本實用新型中，所述非晶合金層(1)為帶材。

在本實用新型中，所述的非晶合金層上開設孔的面積占非晶合金層面積的比為2％～20％，優選3％-15％，更優選4％-10％。這里所述的非晶合金層面積是指非晶合金層的主表面的面積。

在本實用新型中，所述的非晶合金層為銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鋁基非晶合金、鐵基非晶合金、鈦基非晶合金等制成的合金層，優選為鐵基非晶合金制成的合金層，更優選為Fe-Si-B非晶合金制成的合金層。優選為國標1K101。

根據本實用新型提供的第二種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板的成型方法：

一種非晶合金-石膏復合板的成型方法，該方法包括以下步驟：

1)在非晶合金表面開孔，洗滌開孔后的非晶合金，獲得開孔非晶合金；

2)將環氧樹脂均勻涂覆在開孔的非晶合金表面，涂覆后、養護和固化，獲得涂覆環氧樹脂的非晶合金；

3)將表面涂覆環氧樹脂的非晶合金裝入模具，在模具端部對表面涂刷環氧樹脂的非晶合金施加預拉應力；

4)將石膏粉加水攪拌后倒入模具中，振動成型，得到非晶合金-石膏復合板。

在本實用新型中，步驟1)中孔的形狀為圓形。孔徑為1mm-50mm，優選2mm-20mm，更優選3mm-15mm。

優選的是，所述同一層非晶合金層上孔的孔徑可以全部相等、部分相等或者全部不相等。

在本實用新型中，洗滌為：將開孔后的非晶合金在乙醇中超聲清洗，優選的是乙醇的濃度為60-99％，優選為70-95％。

在本實用新型中，步驟3)中預拉應力值為非晶合金屈服強度的75％以內，更優選為60％以內。

在本實用新型中，步驟4)中石膏粉和水的重量比為1:0.5-2，優選為1:0.8-1.8，更優選為1:0.8-1。

優選的是，石膏為整體一次性澆筑。

在本實用新型中，非晶合金層夾于石膏層2間。非晶合金層1上表面與下表面均與石膏層2接觸。

在本實用新型中，模具裝入的非晶合金層的層數為2-10層，優選3-8層，更優選4-6層。

優選的是，所述多層非晶合金層的間距為1mm-10mm，優選2mm-8mm，更優選3mm-5mm。

在本實用新型中，所述的非晶合金層之間可以等距設置、部分等距設置或者全部不等距設置。

在本實用新型中，所述的非晶合金層上開設孔的面積占非晶合金層面積的比為2％～20％，優選3％-15％，更優選4％-10％。

在本實用新型中，所述的非晶合金層為銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鋁基非晶合金、鐵基非晶合金、鈦基非晶合金等制成的合金層，優選為鐵基非晶合金制成的合金層，更優選為Fe-Si-B非晶合金制成的合金層。優選為國標1K101。

根據本實用新型提供的第三種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板的應用：

一種非晶合金-石膏復合板的應用，將非晶合金-石膏復合板用于普通建筑物、有電磁屏蔽功能需求的電磁屏蔽室、電磁屏蔽機房的墻體夾心層、墻體飾面層、吊頂或圍護結構。

在本實用新型中，非晶合金層夾于石膏層間，非晶合金開孔便于整體澆筑成型，開孔的拴結作用結合非晶合金表面涂刷的環氧樹脂共同提高復合材料的整體性和共同工作能力，一方面可充分發揮非晶合金力學性能的優勢，同時預拉力的存在提高了石膏基體的抗折強度及抗開裂能力，另一方面，Fe-Si-B非晶合金的電磁屏蔽使復合板具有電磁屏蔽效能。

在本實用新型中，非晶合金表面涂有環氧樹脂，非晶合金通過環氧樹脂涂刷后的粗糙表面與石膏同時具有界面粘結和開孔機械連接兩種連接途徑，可實現非晶合金和石膏在外力作用下的共同工作，有效提高復合板的整體性能。同時，非晶合金表面涂覆的環氧樹脂可對石膏以及外部環境侵蝕性介質對非晶合金的腐蝕起到防護作用。

在本發明中，環氧樹脂的種類不受限制，只要能夠起到保護作用即可。

因為石膏的主要成分是CaSO₄﹒2H₂O，同時工程中實際使用的石膏通常含有一定量的雜質，加之配制石膏用的是工程中采用的自來水，且硬化后的石膏為多孔結構，含有一定量的自由水，這些因素使得夾層的非晶合金存在腐蝕的風險，若夾層的非晶合金受到腐蝕作用，長期使用過程中將使非晶合金的增強能力削弱甚至喪失，電磁屏蔽效能也將減弱。優選方案中，在非晶合金的表面涂刷了用于防護非晶合金薄帶的防護層，防護層為防護材料，優選為環氧樹脂，這一處理方式一方面隔絕了非晶合金與腐蝕性介質的接觸。同時以其為界面層，提高了非晶合金與石膏的界面粘結力，非晶合金與石膏形成整體共同工作，復合材料不僅電磁屏蔽效能很好，同時表現出優良的力學性能。首先，純石膏抗折試驗時表現為脆性破壞，即破壞前無塑性變形，加入非晶合金后，復合材料具有很好的塑性變形能力，破壞模式由脆性變為延性。同時，由于對非晶合金施加了一定程度的預拉力，一方面可有效利用非晶合金高的抗拉強度及大彈性變形，充分發揮非晶合金力學性能的優勢，另一方面，在抗折試驗中，試件開裂荷載提高，即非晶合金的預拉力在后期傳遞給石膏，使石膏產生預壓力，在同樣的試驗條件下，石膏受拉開裂所能承受的荷載提高，表現為整個樣品的抗開裂能力提高。石膏開裂后，由于非晶合金與石膏的共同工作，非晶合金的作用相當于混凝土中的鋼筋，石膏的抗彎承載能力顯著提高。非晶合金-石膏復合材料的抗開裂能力隨非晶合金中預拉力的大小而不同，一般可增強50％，非晶合金-石膏復合材料的抗折強度是最終試件能達到的最大承載力，較純石膏可提高2-3倍，且變形能力大大提升，原來石膏是脆性破壞，復合材料為延性破壞。

非晶合金層為銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鋁基非晶合金、鐵基非晶合金、鈦基非晶合金等制成的合金層，優選為鐵基非晶合金制成的合金層，更優選為Fe-Si-B非晶合金制成的合金層；一方面可充分發揮非晶合金力學性能的優勢，同時預壓應力的存在提高了石膏基體的抗折強度及抗開裂能力，另一方面，Fe-Si-B非晶合金的電磁屏蔽使復合板具有電磁屏蔽效能。此外，非晶合金預拉應力值、預拉方向、帶材層數、不同層次帶材的開孔率和孔分布、非晶合金帶材/石膏橫截面面積比等均為可控設計參數，通過合理設計以上參數，可實現材料力學性能和電磁屏蔽性能的優化組合，還可以根據工程對上述性能的需求進行定制。同時對拉伸脆性的石膏施加預壓力，可以發揮出非晶合金的高強度，改善石膏的力學性能，有效減小石膏裂縫甚至避免石膏開裂。

本實用新型的非晶合金-石膏復合材料利用非晶合金高的彈性極限、高強度由預拉轉為對石膏的預壓，從而提高石膏的抗折、抗開裂能力，另一方面以石膏為載體，實現非晶合金電磁屏蔽功能的利用，因為石膏是內裝飾、隔墻材料中最常用、最易于加工的，故本實用新型對于有電磁屏蔽需求的房屋建筑，能在建造過程中或后期裝修中有效實現電磁屏蔽效能，且通過電磁屏蔽試驗和模擬，可以由改變非晶合金層數、開孔率，實現電磁波各頻率波段的選擇性屏蔽。

在模具端部對表面涂刷環氧樹脂的非晶合金施加預拉應力，施加預拉力，可以保證非晶合金帶材定位精準，又可以保證非晶合金的帶材的力學性能和強度得到發揮，提高了石膏基體的抗拉、抗折強度及抗開裂能力。

在本實用新型中，在同一塊復合板中相鄰的非晶合金層之間的層間距可以全部等距，或者部分等距，也可以全部不等距。例如4層非晶合金帶材層具有3個間距，在1mm-8mm范圍內，間距值可以分別為全部不等距：2mm、4mm、6mm；也可以為部分等距：2mm、2mm、6mm；全部等距：2mm、2mm、2mm。一般，非晶合金帶材的層數以及間距，可以根據實際應用所需確定。同一塊復合板中中設置多塊非晶合金層時，一般的，非晶合金層間是平行設置的。層間距是指相鄰兩塊非晶合金層間的距離。

在本實用新型中，非晶合金帶材層上開設有孔的形狀可以是圓形、橢圓形、正方形、長方形、棱形、多邊形等各種形狀。優選為圓形，孔徑1mm-50mm，優選2mm-20mm，更優選3mm-15mm。每個非晶合金帶層的開孔率(開孔面積比)和孔分布，以及孔徑可以全部相同，或者部分相同，或者全部不同。例如4層非晶合金帶材層的開孔個數分別為每一層開有4個孔，分布位置任意，4孔非晶合金帶材層的孔徑可以為全部不同：2mm、4mm、6mm、8mm，也可以為部分相同：2mm、2mm、6mm、8mm，也可以為全部相同：4mm、4mm、4mm、4mm。非晶合金帶材層開設有孔可以節省非晶合金材料的用量，能夠提升非晶合金與石膏的之間的結合力。

在本實用新型中，相鄰孔的孔中心距5-200mm，優選為10-150mm，更優選為20-100mm。孔中心距是指任意相鄰孔圓心之間的距離。非晶合金層上任意一組(兩個開孔)的孔中心距可以相同，也可以不相同。

無機非金屬材料-非晶合金的復合材料，利用了非晶合金的高彈性極限，施加預拉力后，結合環氧的界面粘結以及非晶合金開孔后的栓結作用，在釋放非晶合金的預拉力時可對石膏施加一定預壓力，從而提高石膏使用時的抗開裂能力，同時非晶合金的加入，加上粘結和栓結效應，使得二者在受力時成為整體，提高了材料的抗折強度，使原本脆性的石膏表現出塑性變形，大大提高了其延性。而金屬-非晶合金復合材料是利用高溫加真空，實現非晶和銅的原子擴散連接，屬于焊接中的一種，在這個過程中，難以對非晶合金施加需要的預拉力。

本實用新型的無機非金屬材料-非晶合金的復合材料賦予石膏以電磁屏蔽的功能，石膏板在建筑材料中非常常見，特別是作為墻體、吊頂、夾層墻等，因為價格便宜，加工方便，本實用新型一方面提高了板材的強度，同時石膏板具有電磁屏蔽效能，而且力學和電磁屏蔽效能可以通過非晶合金的層數、孔洞率、間距等參數實現較為精確的設計。

與現有技術相比較，本實用新型具有以下有益技術效果：

1、整體性好，非晶合金耐蝕性強。非晶合金通過涂覆環氧樹脂和開孔的方式與石膏基體整體復合，石膏整體澆筑成型，非晶合金通過環氧樹脂涂刷后的粗糙表面與石膏同時具有界面粘結和開孔機械連接兩種連接途徑，可實現非晶合金和石膏在外力作用下的共同工作，有效提高復合板的整體性能。同時，非晶合金表面涂覆的環氧樹脂可對石膏以及外部環境侵蝕性介質對非晶合金的腐蝕起到防護作用。

2、制備工藝簡單，適宜工業化生產。僅需對制備普通石膏板的模具進行少許改進，非晶合金帶材開孔、預應力施加均可由工業化的自動打孔裝置和張拉設備實現，因而整個工藝流程簡單可控，非晶合金帶材預拉有利于其在復合板中準確定位，防止帶材在復合板制備過程中移位。此外，本實用新型特別適宜在長線臺座上進行批量生產，即非晶合金連續帶材一次張拉施加預應力，石膏分段澆筑，實現產品的工業化生產。

3、力學和電磁屏蔽綜合性能好，可設計性強。通過對彈性極限高和強度高的非晶合金帶材施加預拉力，并在石膏基體成型養護后釋放預拉力從而在石膏板中形成預壓應力，一方面可充分發揮非晶合金力學性能的優勢，同時預壓應力的存在提高了石膏基體的抗折強度及抗開裂能力，另一方面，Fe-Si-B非晶合金的電磁屏蔽使復合板具有電磁屏蔽效能。此外，非晶合金預拉應力值、預拉方向、帶材層數、不同層次帶材的開孔率和孔分布、非晶合金帶材/石膏橫截面面積比等均為可控設計參數，通過合理設計以上參數，可實現材料力學性能和電磁屏蔽性能的優化組合，還可以根據工程對上述性能的需求進行定制。

4、拓展了非晶合金的應用領域。相對于傳統金屬合金材料，非晶合金在強度方面具有較大的優勢。但由于受非晶形成能力的限制，目前工藝能制備的非晶合金材料的尺寸通常較小，此外，非晶合金在室溫時的拉伸破壞通常表現為無明顯塑性的脆性破壞模式，上述缺陷一直是制約非晶合金作為結構材料應用的重要瓶頸。通過預拉的方式使非晶合金在使用前即具有一定的初始拉伸變形，同時對抗拉強度低的石膏施加預壓力，可以發揮出非晶合金的高強度，改善石膏的拉伸性能，并能有效減小石膏裂縫甚至避免石膏開裂。非晶合金一材兩用既節約了材料，降低了成本，同時拓展了非晶合金作為結構材料應用的領域。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖(單層非晶合金帶材)。

圖2為本實用新型的剖面示意圖(單層非晶合金帶材)。

圖3為本實用新型的結構示意圖(雙層非晶合金帶材)。

圖4為本實用新型的剖面示意圖(雙層非晶合金帶材)。

圖5為本實用新型對比例的抗折強度試驗曲線。

圖6為本實用新型實施例1的抗折強度試驗曲線。

圖7為本實用新型實施例5的抗折強度試驗曲線。

圖8為本實用新型實施例6的抗折強度試驗曲線。

圖9為本實用新型實施例9的抗折強度試驗曲線。

圖10為本實用新型實施例10的抗折強度試驗曲線。

圖11為本實用新型實施例5電磁屏蔽效能測試曲線。

圖12為本實用新型實施例6電磁屏蔽效能測試曲線。

圖13為本實用新型實施例9電磁屏蔽效能測試曲線。

圖14為本實用新型實施例10電磁屏蔽效能測試曲線。

圖15為本實用新型非晶合金-石膏復合板的制備流程圖。

圖16為本實用新型實施例1中非晶合金-石膏復合板抗折試驗加載結束后的實物圖。

圖17為本實用新型實施例5中非晶合金-石膏復合板抗折試驗加載結束后的實物圖。

附圖標記：1：非晶合金帶材層；2：石膏層；3：孔；4：防護層。

具體實施方式

根據本實用新型提供的是一種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板，它包括：當復合板水平放置時，一層非晶合金層1和作為上、下面層的兩個石膏層2。所述的非晶合金層1開設有孔3，孔3的孔徑為0.5mm-30mm；優選1.5mm-25mm，更優選2.5mm-10mm。

一種非晶合金-石膏復合板，它包括：當復合板水平放置時，多層(優選2-10層，例如2層或3層或4層)的非晶合金層1和作為上、下面層的兩個石膏層2，所述復合板還包括位于相鄰的2層非晶合金層1之間的作為間隔層的石膏層(或石膏芯層)2。所述的非晶合金層1開設有孔3，孔3的孔徑為0.5mm-30mm；優選1.5mm-25mm，更優選2.5mm-10mm。

在上述復合板中，包括至少一層的非晶合金層1。石膏層2作為復合板的兩個面層和，任選地作為相鄰兩層的非晶合金層1之間的間隔層，即，當復合板包括多層的非晶合金層1時，石膏層2還作為相鄰兩層的非晶合金層1之間的間隔層。

在本申請中，所述的“表面”一般是指層的主表面。

在本發明中，所述作為上、下面層的兩個石膏層，每個石膏層的厚度為2-200mm，優選為3-150mm，更優選為5-100mm，進一步優選為10-50mm。作為間隔層的石膏層的厚度為1-50mm，優選為2-40mm，更優選為3-30mm，進一步優選為4-20mm。

優選的是，非晶合金層1的上表面和下表面涂有防護層4，所述防護層4為防護材料，優選為環氧樹脂。非晶合金層的上表面和下表面涂有環氧樹脂，然后石膏層與環氧樹脂接觸。更優選的是非晶合金層的外表面(包括上表面、下表面、側面；如果開有孔，還包括孔的內表面)均涂有環氧樹脂。

所述的一層或多層的非晶合金層1被夾于上、下兩個石膏層2之間，且每一層的非晶合金層1的上表面和下表面均與石膏層2接觸。

優選的是，所述的非晶合金層1開設有(多個)孔3。

優選孔3的形狀為圓形。

在本實用新型中，所述同一層的非晶合金層1上孔3的孔徑可以全部相等、部分相等或者全部不相等。

在本實用新型中，相鄰孔3的孔中心距2-300mm，優選為4-250mm，更優選為8-120mm。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1的層數為2-10層，優選3-8層，更優選4-6層。優選的是，多層非晶合金層1平行設置。

優選的是，所述多層非晶合金層1的間距為1mm-10mm，優選2mm-8mm，更優選3mm-5mm。

在本實用新型中，所述多層的非晶合金層1之間可以等間距設置、部分等間距設置或者全部不等間距設置。

在本實用新型中，所述非晶合金層1為帶材。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1上開設孔的面積占非晶合金層1面積的比為2％～20％，優選3％-15％，更優選4％-10％。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1為銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鋁基非晶合金、鐵基非晶合金、鈦基非晶合金等制成的合金層，優選為鐵基非晶合金制成的合金層，更優選為Fe-Si-B非晶合金制成的合金層。

根據本實用新型提供的第二種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板的成型方法：

一種非晶合金-石膏復合板的成型方法，該方法包括以下步驟：

1)在非晶合金1表面開孔3，洗滌開孔后的非晶合金，獲得開孔非晶合金；

2)將環氧樹脂均勻涂覆在開孔的非晶合金表面，涂覆后、養護和固化，獲得涂覆環氧樹脂的非晶合金；

3)將表面涂覆環氧樹脂的非晶合金裝入模具，在模具端部對表面涂刷環氧樹脂的非晶合金施加預拉應力；

4)將石膏粉加水攪拌后倒入模具中，振動成型，得到非晶合金-石膏復合板。

在本實用新型中，步驟1)中孔3的形狀為圓形。孔徑為1mm-50mm，優選2mm-20mm，更優選3mm-15mm。

優選的是，所述同一層非晶合金層1上孔3的孔徑可以全部相等、部分相等或者全部不相等。

在本實用新型中，洗滌為：將開孔后的非晶合金在乙醇中超聲清洗，優選的是乙醇的濃度為60-99％，優選為70-95％。

在本實用新型中，步驟3)中預拉應力值為非晶合金屈服強度的75％以內，更優選為60％以內。

在本實用新型中，步驟4)中石膏粉和水的重量比為1:0.5-2，優選為1:0.8-1.8，更優選為1:0.8-1。

優選的是，石膏為整體一次性澆筑。

在本實用新型中，非晶合金層1夾于石膏層2間。非晶合金層1上表面與下表面均與石膏層2接觸。

在本實用新型中，模具裝入的非晶合金層1的層數為1-10層，優選2-8層，更優選3-5層。

優選的是，所述多層非晶合金層1的間距為1mm-10mm，優選2mm-8mm，更優選3mm-5mm。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1之間可以等距設置、部分等距設置或者全部不等距設置。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1上開設孔的面積占非晶合金層1面積的比為2％～20％，優選3％-15％，更優選4％-10％。

在本實用新型中，所述的非晶合金層1為銅基非晶合金、鎳基非晶合金、鋁基非晶合金、鐵基非晶合金、鈦基非晶合金等制成的合金層，優選為鐵基非晶合金制成的合金層，更優選為Fe-Si-B非晶合金制成的合金層。

根據本實用新型提供的是一種實施方案，提供一種非晶合金-石膏復合板的應用：

一種非晶合金-石膏復合板的應用，將非晶合金-石膏復合板用于普通建筑物、有電磁屏蔽功能需求的電磁屏蔽室、電磁屏蔽機房的墻體夾心層、墻體飾面層、吊頂或圍護結構。

對比例1

一種石膏板，無非晶合金層的石膏板，石膏一次整體澆筑成型。

實施例1

如圖1和圖2所示，一種非晶合金-石膏復合板，包括：1層Fe-Si-B非晶合金帶材層1，牌號為1K101，以及石膏層2，所述的非晶合金帶材層1開設有圓形孔3，孔徑5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為2％。所述的非晶合金帶材層1以夾層的方式設置于石膏層2內。對非晶合金帶材層1施加預拉力，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的60％。所述作為上面層的石膏層的厚度為20mm，作為下面層的石膏層的厚度為10mm。

實施例2

重復實施例1，只Fe-Si-B非晶合金帶材層為2層，層間距為3mm，圓形孔徑為5mm。預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的40％。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為8mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度為3mm。

實施例3

重復實施例1，只是鐵基非晶合金帶材層為1層，圓形孔徑為5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為4％。預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的20％。所述作為上面層的石膏層的厚度為30mm，作為下面層的石膏層的厚度為30mm。

實施例4

重復實施例1，只是鐵基非晶合金帶材層為2層，層間距為5mm，圓形孔徑為5mm。預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的10％。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為10mm、2mm。作為間隔層的石膏層的厚度為5mm。

實施例5

重復實施例1，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層上、下表面均涂有環氧樹脂。環氧的配方為：E-51(618#)型環氧樹脂+低分子650型聚酰胺樹脂(俗稱固化劑)。比例為環氧樹脂：固化劑＝1：0.8(按質量配比)。

實施例6

重復實施例5，只是開孔面積占非晶合金面積的比為4％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的40％。

實施例7

重復實施例5，只是開孔面積占非晶合金面積的比為2％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的20％。

實施例8

重復實施例5，只是開孔面積占非晶合金面積的比為4％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的10％。

實施例9

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為2層，層間距為4mm，圓形孔徑為5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為2％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的30％。其中下層非晶合金距離板底4mm。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為20mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度為4mm。

實施例10

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為2層，層間距為4mm，圓形孔徑為5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為4％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的40％。其中下層非晶合金距離板底4mm。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為30mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度為4mm。

實施例11

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為2層，層間距為4mm，圓形孔徑為5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為2％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的20％。其中下層非晶合金距離板底4mm。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為6mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度為4mm。

實施例12

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為2層，層間距為4mm，圓形孔徑為5mm，開孔面積占非晶合金面積的比為4％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的10％。其中下層非晶合金距離板底4mm。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為8mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度為4mm。

實施例13

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為8層，層間距為6mm，圓形孔徑為15mm，開孔面積占非晶合金面積的比為6％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的30％。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為5mm、4mm。每一層作為間隔層的石膏層的厚度為6mm。

實施例14

重復實施例5，只是Fe-Si-B非晶合金帶材層(1)為6層，層間距為4mm，圓形孔徑為12mm，開孔面積占非晶合金面積的比為5％，預拉應力值為非晶合金帶材屈服強度的55％。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為20mm、10mm。每一層作為間隔層的石膏層的厚度為4mm。

實施例15

重復實施例5，只是設有3層Fe-Si-B非晶合金帶材層，相鄰兩層Fe-Si-B非晶合金帶材層之間的層間距分別為2mm和4mm，不等距設置。所述作為上、下面層的兩個石膏層的厚度分別為10mm、4mm。作為間隔層的石膏層的厚度分別為2mm(距離上表面的)和4mm(距離下表面的)。

實施例16

重復實施5，孔徑在2mm-20mm范圍內，孔徑部分相等設置，Fe-Si-B非晶合金帶材層上開設孔的面積占Fe-Si-B非晶合金帶材層面積的比為8％。

實施例17

重復實施5，孔的孔徑在2mm-20mm范圍內，每個孔徑均不相等設置，Fe-Si-B非晶合金帶材層上開設孔的面積占Fe-Si-B非晶合金帶材層面積的比為10％。

實施例18

重復實施例5，只是非晶合金帶材層為銅基非晶合金。

實施例19

重復實施例5，只是非晶合金帶材層為鋁基非晶合金。

實施例20

如圖16所示，非晶合金-石膏復合板的制備方法，包括以下步驟：

1)先在非晶合金帶材上開孔，清洗(將開孔后的非晶合金在95％的乙醇中超聲清洗)，再將環氧樹脂均勻涂覆在開孔的非晶合金表面；

2)將開孔后的非晶合金帶材裝入模具，在模具端部對非晶合金帶材施加預拉力；

3)將石膏粉過篩，將石膏粉和水混合攪拌后倒入模具，振動成型；

4)成型24小時后，釋放預應力后脫模，在標準養護條件下進行正常養護；

5)養護后，制得非晶合金-石膏復合板。

對比例2

一種非晶合金-銅層狀復合板，包括：1層Fe-Si-B非晶合金帶材層，牌號為1K101，以及兩層銅，所述的非晶合金帶材層以夾層的方式設置于兩層銅的中間。

表1為對比例和部分實施例實測的非晶合金腐蝕程度、抗折強度、抗開裂強度對比，圖5到圖10為對比例和部分實施例的抗折強度試驗曲線，圖11到圖14為部分實施例實測的電磁屏蔽效能(SE)。

其中，抗折強度測試試件由制備的板材切割而成，試件尺寸：長×寬×高＝210mm×20mm×20mm，采用Instron5943實驗機三點彎模式測定，測試跨度120mm，采用位移控制模式加載，加載速率1.2mm/min。

電磁屏蔽效能依據ASTM D4935-2010的方法進行測試，測試頻率范圍30MHz～1500MHz。

表1

從圖5-10和表1中試件抗折、抗開裂試驗結果(表格)和試驗曲線，與對比例1相比，實施例1在抗折和抗開裂強度方面有提高，但是非晶合金銹蝕嚴重；實施例5和對比例1及實施例1相比，抗折、抗開裂及抗腐蝕性能提高，實施例6與實施例5相比，抗折強度提高(開孔更多，結合力更好)，抗開裂強度少許降低(預應力減少，抗開裂降低)；實施例9與實施例5相比，抗折強度、抗開裂強度提高(雙層非晶合金)，實施例10與實施例9相比，抗折強度提高(開孔更多，結合力更好)，抗開裂強度少許降低(預應力減少，抗開裂降低)。

從實驗結果(圖5-圖10)可以看到，本實用新型不僅提高了石膏的抗開裂強度，而且復合材料表現出較好的延性，石膏在首次開裂后，承載力雖小幅降低，開裂后受拉區應力主要由非晶合金承擔，因而繼續加載，承載力將增大，材料的破壞形式由脆性破壞轉變為延性破壞。從圖11-14的電磁屏蔽效能曲線可以看出，本實用新型在30MHz～1500MHz的頻率段具有很好的電磁屏蔽效能，非晶合金單層開孔樣品的屏蔽效能隨開孔率增大而減小，雙層開孔的非晶合金由于孔洞交錯，屏蔽效能相對單層大幅提升。

從圖16和圖17可以看出，在相同外力的作用下，涂有環氧樹脂的非晶合金-石膏復合板抗折強度、抗開裂能力和延性更加突出，非晶合金和石膏層的整體性更加好。

結合力學和電磁屏蔽效能的試驗結果，本實用新型不僅提升了石膏的抗折強度、抗開裂能力和延性，兼具穩定的電磁屏蔽效能，且通過改變非晶合金的孔洞率、層數及預拉力，材料的力學性能和電磁屏蔽效能可根據需要進行設計。