一种锆基非晶合金及其制备方法.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CN109778086A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201711118949.1(22)申请日2017.11.14(71)申请人青岛海大智汇科技管理咨询有限公司地址266700山东省青岛市平度市凤台街道办事处圣达路7号(72)发明人吕淑敏(51)Int.Cl.C22C45/10(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种锆基非晶合金及其制备方法(57)摘要本发明属于金属材料和冶金技术领域，涉及一种非晶合金材料，具体涉及一种锆基非晶合金及其制备方法。本发明通过调整锆基非晶合金中各组分的原子百分含量，以及在锆基非晶合金中加入非金属元素Y、Sc，可以降低该非晶合金的制备要求，更重要的是在保持综合性能不下降的前提下，大大降低了对原材料纯度的高要求，同时允许原材料中保留一定量的杂质元素。因此，通过适当调整非晶合金中Si、C等非金属元素的比例，不会影响锆基非晶合金的综合性能，反而可以降低工业化批量生产时原材料成本的压力。通过本发明制备方法还可以得到临界尺寸在3mm以上的大块锆基非晶合金，该锆基非晶合金不仅具有优良的力学性能，同时对原料纯度及杂质元素的含量要求较低。CN109778086ACN109778086A权利要求书1/1页1.一种锆基非晶合金，其中，该锆基非晶合金的组成如下述通式所示：(Zr1-x-yTixHfy)a(CumNin)bAlcMdNe其中a、b、c、d、e为原子数，30≤a≤90，15≤b≤60，5≤c≤35，0.1≤d≤20，0.1≤e≤5，并且a、b、c、d、e之和为100，x，y，m，n分别表示Ti、Hf、Cu、Ni的原子分数，0≤x≤0.2，0≤y≤0.05，0.2≤m/n≤5，M选自Y、Sc中的至少一种，N选自Si、C中的至少一种；以所述锆基非晶合金的总体积为基准，所述晶态相的体积分数为5～50％，非晶态相的体积分数为50～95％。2.根据权利要求1所述的锆基非晶合金，其特征在于，所述a、b、c、d、e的原子数，其中50≤a≤75，20≤b≤55，5≤c≤20，0.1≤d≤10，0.1≤e≤2，并且a、b、c、d、e之和为100，所述x，y，m，n分别表示Ti、Hf、Cu、Ni的原子分数，0≤x≤0.15，0≤y≤0.03，0.4≤m/n≤4.5；所述晶态相的体积分数为10～25％，非晶态相的体积分数为75～90％。3.一种权利要求1所述锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，该方法包括在惰性气体保护下或真空条件下，将锆基非晶合金原材料进行熔炼并冷却成型，其中，所述非晶合金的原材料包括Zr、Ti、Hf、Cu、Ni、Al、M、N，各物质的加入量使所得的合金的组成为：(Zr1-x-yTixHfy)a(CumNin)bAlcMdNe。4.根据权利要求3所述的锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦、氖、氩、氪、氙、氡气体中的一种或几种，气体的纯度不低于体积百分比的94％；所述真空条件为1000Pa以下，以绝对压力表示；所述熔炼温度为1000～3000℃；所述熔炼时间为0.5～10分钟。5.根据权利要求3所述的锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，所述真空条件小于100Pa；所述熔炼温度为1200～2700℃；所述熔炼时间为2～5分钟。6.根据权利要求3所述的锆基非晶合金的制备方法，其特征在于，所述真空条件为0.1～50Pa。2CN109778086A说明书1/4页一种锆基非晶合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料和冶金技术领域，涉及一种非晶合金材料，具体涉及一种锆基非晶合金及其制备方法。背景技术[0002]非晶合金材料由于具有长程无序而短程有序的特殊结构，因而具有高强度、高硬度、耐磨性、耐蚀性、较大的弹性极限和高电阻性等优越的性能，而且还表现出优良的超导性和低磁损耗等特点，因此非晶合金材料被认为是最具有潜力的新型结构材料，从而广泛应用到机械、医疗、IT电子、军工等领域。[0003]为保持非晶态结构的完整性，传统的非晶合金对原材料纯度、制备条件等因素要求较高。经过多年的研究，人们发现锆基非晶合金具有优良的非晶形成能力，通过成分的控制，可以对原材料纯度和制备条件的限制有所降低。比如原材料纯度要求在99.9％(质量比)以上。在制备过程中，需要很高的真空度环境，熔炼气氛要求达到高真空度10～4～10～3Pa，少量的氧或者别的杂质都将极大地降低合金的非晶形成能力。在常规的非晶合金制备过程中，由于降低的幅度有限，苛刻的生产过程大大增加了非晶合金制品的生产成本，使得这类锆基非晶合金依然停留在实验室里，无法批量生产，从而限制了非晶合金的广泛应用。发明内容[000