[发明专利]合金、大块金属玻璃以及形成合金、大块金属玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明整体上涉及合金、大块金属玻璃以及形成合金、大块金属玻璃的方法。

背景

包含无定形相的合金表现出优良的材料性质，例如弹性、硬度和高抗拉强度，并且在某些功能和结构应用方面显示代替纯晶态合金的潜力。此外，这种合金与纯晶态合金相比通常具有低密度和高强度重量比。

一类目前常用的具有无定形相的合金是来自美国加州LagunaNiquel的无定形技术国际公司(Amorphous Technologies International)的 VITRELOY^TM 1。VITRELOY^TM 1是基于锆的具有Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5组成的合金。VITRELOY^TM 1被广泛用于包括体育和奢侈品、电子产品、医疗器械和军事装备在内的多种应用。

由于VITRELOY^TM 1含有致癌物质铍，因此在形成和处理合金期间必须采取严格的预防措施以避免铍中毒。这反过来导致高后处理成本。铍还是昂贵的材料，这使得生产合金也很昂贵。

因此，亟需提供克服或至少改善上述一种或多种缺点的合金或大块金属玻璃。

概述

第一方面提供具有下列通式的合金：

(Zr，Ti)_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U

其中X、U和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤48，

3≤U≤14，以及

3≤a≤30。

在一实施方案中，该通式为：

Zr_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U

其中X、U和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤48，

3≤U≤14，以及

3≤a≤30。

第二方面提供具有下列通式的合金：

[(Zr，Ti)_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U]_100-Z Y_Z

其中X、U、Z和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤48，

3≤U≤14，

0＜Z≤3，以及

3≤a≤30。

在一实施方案中，该通式为：

[Zr_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U]_100-Z Y_Z

其中X、U、Z和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤48，

3≤U≤14，

0＜Z≤3，以及

3≤a≤30。

第三方面提供形成合金的方法，其包括下列步骤：

(a)将含有定义量的Zr、Cu、Ni和Al的混合物熔化以产生具有由下列通式所定义组成的熔融混合物：

(Zr，Ti)_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U

其中X、U和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤8，

3≤U≤14，以及

3≤a≤30，并且，

(b)将所述熔融混合物冷却成固体，从而形成合金。

本发明的第四方面提供形成合金的方法，其包含下列步骤：

(a)将含有定义量的Zr、Cu、Ni、Al和Y的混合物熔化以产生具有由下列通式所定义组成的熔融混合物：

[(Zr，Ti)_100-X-U(Cu_100-aNi_a)_X Al_U]_100-Z Y_Z

其中X、U、Z和a是下列范围的原子百分数：

37≤X≤48，

3≤U≤14，