CN116787875A - 多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法 - Google Patents

多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法，涉及复合金属材料的领域。多层梯度镶嵌的复合材料包括基层，沿竖直方向依次开设有截面均为梯形的第一嵌槽和第二嵌槽；内嵌层，设于第二嵌槽内；覆面层，设于第一嵌槽内；第二嵌槽远离第一嵌槽一侧的宽度小于第二嵌槽靠近第一嵌槽一侧的宽度；第一嵌槽远离第二嵌槽一侧的宽度大于第一嵌槽靠近第二嵌槽一侧的宽度；第一嵌槽靠近第二嵌槽一侧的宽度大于第二嵌槽靠近第一嵌槽一侧的宽度。在热轧复合过程中，垂直工作面方向的轧制力在本申请基层与内嵌层、基层与覆面层的侧向复合界面位置产生了平行工作面方向的分力，增强了侧向复合界面位置基层与内嵌层、覆面层之间的结合强度。

Description

多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合金属材料领域，尤其是涉及一种多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法。
背景技术
金属层状复合材料是将至少两种金属材料沿接触面牢固结合的复合金属材料，常用作电池极耳的组成部分或者发热元件，在电池、新能源汽车、电子消费等领域均有广泛的应用。
目前，相关技术中的金属层状复合材料通常为层叠式的金属层状复合材料。但是，层叠式的金属层状复合材料存在不同层级材料之间的结合强度低的问题，导致金属层状复合材料在折弯过程中容易出现开裂、分层问题。
发明内容
为了改善金属层状复合材料结合强度差的问题，本申请提供一种多层梯度镶嵌的复合材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种多层梯度镶嵌的复合材料采用如下的技术方案：
一种多层梯度镶嵌的复合材料，包括：
基层，所述基层沿竖直方向依次开设有第一嵌槽和第二嵌槽，所述第一嵌槽与所述第二嵌槽相通；
内嵌层，所述内嵌层设于所述第二嵌槽内；
覆面层，所述覆面层设于所述第一嵌槽内；
所述第一嵌槽与所述第二嵌槽的截面均为梯形，其中，
所述第二嵌槽远离所述第一嵌槽一侧的宽度小于所述第二嵌槽靠近所述第一嵌槽一侧的宽度；
所述第一嵌槽远离所述第二嵌槽一侧的宽度大于所述第一嵌槽靠近所述第二嵌槽一侧的宽度；
所述第一嵌槽靠近所述第二嵌槽一侧的宽度大于所述第二嵌槽靠近所述第一嵌槽一侧的宽度。
通过采用上述技术方案，基层开设梯形结构的第一嵌槽与第二嵌槽，第一嵌槽与第二嵌槽均是下窄上宽的镶嵌结合界面，在内嵌层与第二嵌槽复合、覆面层与第一嵌槽复合后，在热轧复合过程中，垂直工作面方向的轧制力在基层与内嵌层、基层与覆面层的侧向复合界面位置产生了平行工作面方向的分力，增强了侧向复合界面位置基层与内嵌层、覆面层之间的原子扩散效果，提供了更高的结合强度，有效提高了基层与内嵌层以及基层与覆面层之间的结合强度，并改善了复合材料在折弯过程中容易出现开裂、分层的问题。
可选的，所述基层为铁基合金，所述内嵌层为铜基合金，所述覆面层为镍基合金。
通过采用上述技术方案，基层采用铁基合金，铁基合金成本较低，同时具有较好的刚性，能够预防复合材料发生褶皱变形等问题。内嵌层选用铜基合金，铜基合金用于改善复合材料的导电性能。覆面层采用镍基合金，镍基合金覆盖在铜基合金表面，不仅能够预防铜基合金中铜的氧化，还能够起到提升复合材料导电性能与防腐蚀性能的作用。
可选的，所述第一嵌槽与所述第二嵌槽的转角处均圆滑过渡，所述内嵌层与覆面层的转角处也圆滑过渡。
通过采用上述技术方案，第一嵌槽与第二嵌槽的转角处均圆滑过渡，内嵌层与覆面层的转角处也圆滑过渡，有利于内嵌层与第二嵌槽转角处的紧密结合以及覆面层与第一嵌槽转角处的紧密结合.同时，还能预防内嵌层与覆面层转角处过于尖锐划伤基层的问题。另外，内嵌层与覆面层的转角处圆滑过渡还有利于提高施工安全性，降低内嵌层与覆面层划伤操作人员的风险。
优选的，所述内嵌层与所述覆面层中，长底边与侧边所形成的角度大于0°小于60°，优选30°-45°。
第二方面，本申请提供的上述任意一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法采用如下的技术方案：
一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
对基层、内嵌层以及覆面层进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态；
对处于软态或半硬态的基层进行开设第一嵌槽和第二嵌槽，对处于软态或半硬态的内嵌层与覆面层进行辊轧，使所述内嵌层与覆面层的厚度为基层厚度的10%-25%；
对开槽后的基层以及辊轧后的内嵌层与覆面层的表面进行除杂处理；
将辊轧后的内嵌层嵌入基层的第二嵌槽中，在还原气氛下进行复合，获得内嵌层复合材料；
将辊轧后的覆面层嵌入基层的第一嵌槽中，在还原气氛下进行复合，获得三合一复合材料；
对三合一复合材料进行循环的退火处理和冷轧处理，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
通过采用上述技术方案，对基层进行热处理之后，再进行开槽，既能够提高基层的开槽效率，还可以降低基层在开槽过程中受损的概率；对内嵌层以及覆面层进行热处理后再进行辊轧，能够将覆面层辊轧至薄片状，对提高内嵌层、覆面层与基层之间的嵌合稳定性具有促进作用。将内嵌层、覆面层与基层进行复合后，先进行退火处理，然后再进行冷轧，能够提高复合材料的延展性能，降低复合材料在冷轧过程中发生断裂或开裂分层的可能性。
可选的，所述基层选用铁基合金，所述内嵌层选用铜基合金，所述覆面层选用镍基合金；
所述铁基合金包括2-4wt%碳、1-3wt%硅、0.2-0.5wt%锰以及余量为铁；
所述铜基合金包括1-2wt%钼、1-2wt%镍、0.3-0.5wt%硅、0.2-0.4wt%铬以及余量为铜；
所述镍基合金包括6-10wt%铬、4-8wt%钼、1-2wt%钨、0.1-0.3wt%铌以及余量为镍。
通过采用上述技术方案，上述铁基合金具有刚性好、耐磨性好、成本低等优点，采用铁基合金做为基层，能够预防复合材料发生褶皱变形等问题，同时，还有利于延长复合材料的使用寿命。上述铜基合金具有较好的导电性能和耐腐蚀性能，同时强度高，采用铜基合金作为内嵌层，在提高复合材料导电性能的同时能够提高复合材料的整体强度，对进一步延长复合材料的使用寿命具有促进作用；上述镍基合金具有较优的导电性能、耐腐蚀性能、抗氧化性能以及耐穿透性能，采用上述镍基合金作为覆面层，不仅能够预防铜基合金中铜的氧化，还能够起到提升复合材料导电性能与防腐蚀性能的作用，有利于提高复合材料的整体导电性能以及延长复合材料的使用寿命，同时还能减少复合材料在后续轧制过程中，内嵌层穿透覆面层，造成复合材料结构破坏的问题，可制备厚度更加薄的复合材料。
可选的，所述基层的热处理包括以下步骤：
Sa1、升温至900-1100℃，保温时间为1-2h；
Sa2、降温至500-600℃，保温1-2h；
Sa3、降温至室温。
室温为18-30℃均可。
可选的，升温速率与降温速率控制在3-6℃/min。
经过上述方法制得的基层，有利于对基层进行开槽处理，同时，还可以改善基层的延展性，有利于降低复合材料在后续轧制过程中发生开裂或者断裂的可能性。
可选的，所述内嵌层热处理包括以下步骤：
Sb1、升温至300-500℃，保温1-2h；
Sb2、升温至600-800℃，保温为1-2h；
Sb3、降温至300-500℃，保温0.5-1h；
Sb4、降温至室温。
室温为18-30℃均可。
可选的，升温速率与降温速率控制在3-6℃/min。
经过上述方法制得的内嵌层既便于将内嵌层辊轧至所需厚度，也有利于保持辊轧后内嵌层的厚度均匀性，还能够提高内嵌层与基层之间的结合强度，从而减少内嵌层边部发生翘曲，导致复合材料在后续轧制过程中，内嵌层穿透覆面层，造成复合材料结构破坏的问题，可制备厚度更加薄的复合材料。
可选的，所述覆面层的热处理包括以下步骤：
Sc1、升温至600-800℃，保温1-2h；
Sc2、升温至850-1050℃，保温为0.5-1h；
Sc3、降温至500-600℃，保温0.5-1h；
Sc4、降温至室温。
可选的，升温速率与降温速率控制在3-6℃/min。
室温为18-30℃均可。
经过上述方法制得的覆面层既便于将覆面层辊轧至所需厚度，也有利于保持辊轧后覆面层的厚度均匀性，同时覆面层还具有合适的强度，减少复合材料在后续轧制过程中，内嵌层穿透覆面层，造成复合材料结构破坏的问题，可制备厚度更加薄的复合材料。
可选的，所述内嵌层与所述覆面层的复合温度为400-600℃，所述覆面层与所述基层、内嵌层的复合温度为400-600℃。
通过采用上述技术方案，复合材料的三组元层的复合温度控制在400-600℃，能够提高不同组元层之间复合稳定性，还可以降低复合过程中内嵌层穿透覆面层，造成复合材料结构破坏的概率。
可选的，退火处理步骤中，退火处理在惰性气氛中进行，退火温度为800-1000℃，复合材料以0.8-2.5m/min通过炉腔；冷轧步骤中，每一次冷轧，三合一复合材料的厚度减少率为40-60%。
通过采用上述技术方案，复合材料经退火处理后，能够消除复合材料的内应力，并提高复合材料的延伸率。
综上所述，本申请至少包括以下的有益效果：
（1）基层开设梯形结构的第一嵌槽与第二嵌槽，第一嵌槽与第二嵌槽均是下窄上宽的镶嵌结合界面，在内嵌层与第二嵌槽复合、覆面层与第一嵌槽复合后，在热轧复合过程中，垂直工作面方向的轧制力在基层与内嵌层、基层与覆面层的侧向复合界面位置产生了平行工作面方向的分力，增强了侧向复合界面位置基层与内嵌层、覆面层之间的原子扩散效果，提供了更高的结合强度，有效提高了基层与内嵌层以及基层与覆面层之间的结合强度，并改善了复合材料在折弯过程中容易出现开裂、分层的问题。
（2）通过优选的内嵌层或覆面层，并结合优选的热处理方法，有利于生产出厚度薄且抗折弯性能好的复合材料。
附图说明
图1是本申请实施例一种多层镶嵌的复合材料的侧视图。
图2是对比例1中一种复合金属带的侧视图。
图3是本申请多层镶嵌的复合材料的实物结构图。
附图标记说明：
1、基层；11、第一嵌槽；12、第二嵌槽；2、内嵌层；3、覆面层。
具体实施方式
实施例
本申请公开一种多层梯度镶嵌的复合材料。参照图1和3，多层梯度镶嵌的复合材料包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3。
其中，基层1沿竖直方向由上至下依次开设有第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的截面均为梯形，且第一嵌槽11与第二嵌槽12相连通。
具体地，参照图，第一嵌槽11远离第一嵌槽11一侧的宽度小于第二嵌槽12靠近第一嵌槽11一侧的宽度，第一嵌槽11远离第二嵌槽12一侧的宽度大于第一嵌槽11靠近第二嵌槽12一侧的宽度；第一嵌槽11靠近第二嵌槽12一侧的宽度大于第二嵌槽12靠近第一嵌槽11一侧的宽度，即第一嵌槽11与第二嵌槽12形成下窄上宽的梯形槽结构。
内嵌层2的形状、大小与第二嵌槽12适配，且内嵌层2设于第二嵌槽12中。
覆面层3的形状、大小与第一嵌槽11适配，且覆面层3设于第一嵌槽11中。
在热轧复合过程中，垂直工作面方向的轧制力在基层1与内嵌层2、基层1与覆面层3的侧向复合界面位置产生了平行工作面方向的分力，增强了侧向复合界面位置基层1与内嵌层2、覆面层3之间的原子扩散效果，提供了更高的结合强度，有效提高了基层1与内嵌层2以及基层1与覆面层3之间的结合强度，并改善了复合材料在折弯过程中容易出现开裂、分层的问题。
其次，第一嵌槽11与第二嵌槽12的转角处均圆滑过渡，内嵌层2与覆面层3的转角处也圆滑过渡，有利于内嵌层2与第二嵌槽12转角处的紧密结合以及覆面层3与第一嵌槽11转角处的紧密结合，同时，还能预防内嵌层2与覆面层3转角处过于尖锐划伤基层1的问题。另外，内嵌层2与覆面层3的转角处圆滑过渡还有利于提高施工安全性，降低内嵌层2与覆面层3划伤操作人员的风险。
另外，对于基层1材料的选择，可以选用铁基合金或铜基合金，优选铁基合金，具有生产成本低且刚性好的优点，能够预防复合材料发生褶皱变形等问题。内嵌层2选用导电性能好的金属材料，优选导电性与延展性好的铜基合金。覆面层3选用具有导电性且耐腐蚀性以及耐磨性能好的金属材料，优选镍基合金，镍基合金覆盖在铜基合金表面，不仅能够预防铜基合金中铜的氧化，还能够起到提升复合材料导电性能与防腐蚀性能的作用。
优选的，铁基合金包括2-4wt%碳、1-3wt%硅、0.2-0.5wt%锰以及余量铁。
铜基合金包括1-2wt%钼、1-2wt%镍、0.3-0.5wt%硅、0.2-0.4wt%铬以及余量铜。
镍基合金包括6-10wt%铬、4-8wt%钼、1-2wt%钨、0.1-0.3wt%铌以及余量镍。
本申请还公开了上述实施例中一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态；
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使所述内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%-25%；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在还原气氛下进行复合，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在还原气氛下进行复合，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行循环的退火处理和冷轧处理，直至得到0.1-0.3mm的多层梯度镶嵌的复合材料。
S1步骤中：
基层1选用铁基合金，优选铁基合金的热处理包括以下步骤：
Sa1、升温至900-1100℃，保温时间为1-2h；
Sa2、降温至500-600℃，保温1-2h；
Sa3、降温至25℃。
内嵌层2选用铜基合金，优选铜基合金的热处理包括以下步骤：
Sb1、升温至300-500℃，保温1-2h；
Sb2、升温至600-800℃，保温为1-2h；
Sb3、降温至300-500℃，保温0.5-1h；
Sb4、降温至25℃。
覆面层3选用镍基合金；优选镍基合金的热处理包括以下步骤：
Sc1、升温至600-800℃，保温1-2h；
Sc2、升温至850-1050℃，保温为0.5-1h；
Sc3、降温至500-600℃，保温0.5-1h；
Sc4、降温至25℃。
S2步骤中：
第一嵌槽11与第二嵌槽12的表面粗糙度控制在50-120μm，经辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度在60-100μm，有利于提高内嵌层2、覆面层3的定位精度，对提高内嵌层2、覆面层3与基层1的结合强度具有促进作用。
S3步骤中：
对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理，也有利于提高内嵌层2、覆面层3的定位精度，对提高内嵌层2、覆面层3与基层1的结合强度具有促进作用。
S4步骤中：
内嵌层2与覆面层3的复合温度为400-600℃，还原气氛可以选用氢气气氛等还原气氛。
S5步骤中：
覆面层3与基层1、内嵌层2的复合温度为400-600℃，还原气氛可以选用氢气气氛等还原气氛。
S6步骤中：
退火处理步骤中，退火处理在惰性气氛中进行，退火温度为800-1000℃，复合材料以0.8-2.5m/min通过炉腔；
冷轧步骤中，每一次冷轧，三合一复合材料的厚度减少率为40-60%。
以下结合具体的实验对本申请做进一步说明：
【实施例1】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括20wt%铬以及80wt%镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、 以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为2h；
Sb2、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至950℃，保温2h；
Sc2、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的25%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例2】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括20wt%铬以及80wt%镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、 以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为2h；
Sb2、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至950℃，保温2h；
Sc2、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例3】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括8wt%铬、6wt%钼、1.5wt%钨、0.2wt%铌以及余量镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、 以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为2h；
Sb2、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至950℃，保温2h；
Sc2、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例4】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括8wt%铬、6wt%钼、1.5wt%钨、0.2wt%铌以及余量镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、以5℃/min的速率降温至550℃，保温1.5h；
Sa3、以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至400℃，保温1h；
Sb2、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为1h；
Sb3、以5℃/min的速率降温至400℃，保温0.5h；
Sb4、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温1h；
Sc2、以5℃/min的速率升温至950℃，保温为1h；
Sc3、以5℃/min的速率降温至550℃，保温0.5h；
Sc4、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例5】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括镍基合金包括20wt%铬以及80wt%镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、以5℃/min的速率降温至550℃，保温1.5h；
Sa3、以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至400℃，保温1h；
Sb2、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为1h；
Sb3、以5℃/min的速率降温至400℃，保温0.5h；
Sb4、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温1h；
Sc2、以5℃/min的速率升温至950℃，保温为1h；
Sc3、以5℃/min的速率降温至550℃，保温0.5h；
Sc4、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例6】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括8wt%铬、6wt%钼、1.5wt%钨、0.2wt%铌以及余量镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、 以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至400℃，保温1h；
Sb2、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为1h；
Sb3、以5℃/min的速率降温至400℃，保温0.5h；
Sb4、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温1h；
Sc2、以5℃/min的速率升温至950℃，保温为1h；
Sc3、以5℃/min的速率降温至550℃，保温0.5h；
Sc4、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例7】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括8wt%铬、6wt%钼、1.5wt%钨、0.2wt%铌以及余量镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、以5℃/min的速率降温至550℃，保温1.5h；
Sa3、以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为2h；
Sb2、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至700℃，保温1h；
Sc2、以5℃/min的速率升温至950℃，保温为1h；
Sc3、以5℃/min的速率降温至550℃，保温0.5h；
Sc4、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
【实施例8】
一种多层梯度镶嵌的复合材料，参照图1和图3，包括基层1、嵌设于基层1的内嵌层2以及嵌设于基层1的覆面层3，其中，内嵌层2位于基层1与覆面层3之间。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括8wt%铬、6wt%钼、1.5wt%钨、0.2wt%铌以及余量镍。
上述多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、对基层1、内嵌层2以及覆面层3进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态。
其中，基层1的厚度为2mm，基层1的热处理包括以下步骤：
Sa1、以5℃/min的速率升温至1000℃，保温时间为1.5h；
Sa2、以5℃/min的速率降温至550℃，保温1.5h；
Sa3、以5℃/min的速率降温至25℃。
内嵌层2的热处理包括以下步骤：
Sb1、以5℃/min的速率升温至400℃，保温1h；
Sb2、以5℃/min的速率升温至700℃，保温为1h；
Sb3、以5℃/min的速率降温至400℃，保温0.5h；
Sb4、以5℃/min的速率降温至25℃。
覆面层3的热处理包括以下步骤：
Sc1、以5℃/min的速率升温至950℃，保温2h；
Sc2、以5℃/min的速率降温至25℃。
S2、对处于软态或半硬态的基层1进行开设第一嵌槽11和第二嵌槽12，第一嵌槽11与第二嵌槽12的槽面粗糙度为70-80μm；
对处于软态或半硬态的内嵌层2与覆面层3进行辊轧，使内嵌层2与覆面层3的厚度为基层1厚度的10%，并打磨内嵌层2与覆面层3的表面粗糙度至90-100μm；
S3、对开槽后的基层1以及辊轧后的内嵌层2与覆面层3的表面进行除杂处理；
S4、将辊轧后的内嵌层2嵌入基层1的第二嵌槽12中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得内嵌层2复合材料；
S5、将辊轧后的覆面层3嵌入基层1的第一嵌槽11中，在氢气气氛下进行复合，复合温度为500℃，获得三合一复合材料；
S6、对三合一复合材料进行第一次退火处理，第一次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第一次退火后的三合一复合材料进行第一次冷轧，第一次冷轧后三合一复合材料的厚度为1mm；
对第一次冷轧后的三合一复合材料进行第二次退火处理，第二次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第二次退火后的三合一复合材料进行第二次冷轧，第二次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.5mm；
对第二次冷轧后的三合一复合材料进行第三次退火处理，第三次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第三次退火后的三合一复合材料进行第三次冷轧，第三次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.25mm；
对第三次冷轧后的三合一复合材料进行第四次退火处理，第四次退火处理在氩气气氛下进行，退火温度为900℃，三合一复合材料以1m/min的速度通过炉腔；然后对第四次退火后的三合一复合材料进行第四次冷轧，第四次冷轧后三合一复合材料的厚度为0.1mm，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
对比例
【对比例1】
一种复合金属带，厚度为0.1mm，参照图2，包括由下至上依次设置的基层1、内嵌层2以及覆面层3，基层1厚度为0.08mm，内嵌层2厚度为0.01mm，覆面层3厚度为0.01mm。
其中，基层1选用铁基合金，铁基合金包括3wt%碳、2wt%硅、0.35wt%锰以及余量铁。
内嵌层2选用铜基合金，铜基合金包括1.5wt%钼、1.5wt%镍、0.4wt%硅、0.3wt%铬以及余量铜。
覆面层3选用镍基合金，镍基合金包括20wt%铬以及80wt%镍。
本对比例中，复合金属带由基层1、内嵌层2以及覆面层3在500℃复合后，经循环退火与冷轧得到。
性能检测试验
1.结合强度：参照国标GB/T 4461-2020《热双金属材料》中的9.5.1节进行检测复合材料的结合强度，目视其结合部位状态。每个实施例均测试20组，记录断口处有分层现象的概率。
2.结构破坏率：内嵌层穿透覆面层视为复合材料的结构遭到破坏，统计内嵌层穿透覆面层的复合材料占比，其中，复合材料的结构破坏率越小，可认为复合材料的结构稳定性越好。
表1
对比实施例1与实施例2，实施例1与实施例2的不同之处在于S2中辊轧后内嵌层2与覆面层3的厚度不同。其中，实施例1中辊轧后内嵌层2与覆面层3的厚度为1mm，实施例2中辊轧后的内嵌层2与覆面层3的厚度为0.4mm。结合表1中的数据可知，内嵌层2与覆面层3辊轧后的厚度变薄后，复合材料容易产生内嵌层2穿透覆面层3导致复合材料结构遭受破坏的问题，且复合材料越薄，内嵌层2穿透覆面层3的概率越大。
对比实施例2与实施例3-5并结合表1中的数据可知，覆面层3采用优选的镍基合金，同时基层1、内嵌层2以及覆面层3采用优选的热处理方法，能够有效提高厚度薄的复合材料的结构稳定性。
对比实施例4与实施例6并结合表1中的数据可知，基层1的热处理方法显著影响复合材料的结合强度，同时还会影响厚度薄的复合材料的结构稳定性。
对比实施例4与实施例7-8并结合表1中的数据可知，内嵌层2以及覆面层3的热处理方法显著影响厚度薄的复合材料的结构稳定性。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种多层梯度镶嵌的复合材料，其特征在于：包括：
基层（1），所述基层（1）沿竖直方向依次开设有第一嵌槽（11）和第二嵌槽（12），所述第一嵌槽（11）与所述第二嵌槽（12）相通；
内嵌层（2），所述内嵌层（2）设于所述第二嵌槽（12）内；
覆面层（3），所述覆面层（3）设于所述第一嵌槽（11）内；
所述第一嵌槽（11）与所述第二嵌槽（12）的截面均为梯形，其中，所述第二嵌槽（12）远离所述第一嵌槽（11）一侧的宽度小于所述第二嵌槽（12）靠近所述第一嵌槽（11）一侧的宽度；
所述第一嵌槽（11）远离所述第二嵌槽（12）一侧的宽度大于所述第一嵌槽（11）靠近所述第二嵌槽（12）一侧的宽度；
所述第一嵌槽（11）靠近所述第二嵌槽（12）一侧的宽度大于所述第二嵌槽（12）靠近所述第一嵌槽（11）一侧的宽度；
所述基层（1）为铁基合金，所述内嵌层（2）为铜基合金，所述覆面层（3）为镍基合金。
2.根据权利要求1所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料，其特征在于：所述第一嵌槽（11）与所述第二嵌槽（12）的转角处均圆滑过渡，所述内嵌层（2）与覆面层（3）的转角处也圆滑过渡。
3.权利要求1-2任意一项所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
对基层（1）、内嵌层（2）以及覆面层（3）进行热处理，使各组元层保持软态或半硬态；
对处于软态或半硬态的基层（1）进行开设第一嵌槽（11）和第二嵌槽（12），对处于软态或半硬态的内嵌层（2）与覆面层（3）进行辊轧，使所述内嵌层（2）与覆面层（3）的厚度为基层（1）厚度的10%-25%；
对开槽后的基层（1）以及辊轧后的内嵌层（2）与覆面层（3）的表面进行除杂处理；
将辊轧后的内嵌层（2）嵌入基层（1）的第二嵌槽（12）中，在还原气氛下进行复合，获得内嵌层（2）复合材料；
将辊轧后的覆面层（3）嵌入基层（1）的第一嵌槽（11）中，在还原气氛下进行复合，获得三合一复合材料；
对三合一复合材料进行循环的退火处理和冷轧处理，得到多层梯度镶嵌的复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：
所述铁基合金包括2-4wt%碳、1-3wt%硅、0.2-0.5wt%锰以及余量为铁；
所述铜基合金包括1-2wt%钼、1-2wt%镍、0.3-0.5wt%硅、0.2-0.4wt%铬以及余量为铜；
所述镍基合金包括6-10wt%铬、4-8wt%钼、1-2wt%钨、0.1-0.3wt%铌以及余量为镍。
5.根据权利要求4所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：所述基层（1）的热处理包括以下步骤：
Sa1、升温至900-1100℃，保温时间为1-2h；
Sa2、降温至500-600℃，保温1-2h；
Sa3、降温至室温。
6.根据权利要求4所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：所述内嵌层（2）热处理包括以下步骤：
Sb1、升温至300-500℃，保温1-2h；
Sb2、升温至600-800℃，保温为1-2h；
Sb3、降温至300-500℃，保温0.5-1h；
Sb4、降温至室温。
7.根据权利要求4所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：所述覆面层（3）的热处理包括以下步骤：
Sc1、升温至600-800℃，保温1-2h；
Sc2、升温至850-1050℃，保温为0.5-1h；
Sc3、降温至500-600℃，保温0.5-1h；
Sc4、降温至室温。
8.根据权利要求4所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：所述内嵌层（2）与所述覆面层（3）的复合温度为400-600℃，所述覆面层（3）与所述基层（1）、内嵌层（2）的复合温度为400-600℃。
9.根据权利要求4所述的一种多层梯度镶嵌的复合材料的制备方法，其特征在于：退火处理步骤中，退火处理在惰性气氛中进行，退火温度为800-1000℃，复合材料以0.8-2.5m/min通过炉腔；冷轧步骤中，每一次冷轧，所述三合一复合材料的厚度减少率为40-60%。
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