[发明专利]一种含Li和Ca的轻质Al基非晶合金

说明书

技术领域：

本发明涉及非晶合金领域，具体涉及一种新型轻质的Al-Li-Ca-Ni-La非晶合金。

背景技术：

非晶合金是近年来出现的有望作为结构和功能应用的新一代金属材料。由于具有不同于晶体的特殊原子排列结构，非晶合金表现出传统晶态材料无法比拟的超高比强度、大弹性变形能力、低热膨胀系数、超高耐蚀性及良好的软磁性等优异性能。因此，非晶态合金目前已引起了科学界和工业界的广泛关注，成为当今材料界最为活跃的研究领域之一。

自20世纪80年代以来，随着铁磁性非晶合金研究的逐渐成熟，以及航天航空及运输工具轻型化的迅速发展，人们开始把注意力转向高强度低密度材料的研究工作，尤其是对Al基快凝合金的研究。首先用喷枪技术在Al-Si，Al-Ge和Al-M(M＝Cu，Ni，Cr和Pd)系中发现了非晶和晶体共存结构。1981年第一次在含Al超过50％的Al-Fe-B和Al-Co-B三相合金系中得到单一非晶相，之后相继得到了Al-Fe-Si、Al-Fe-Ce和Al-Mn-Si非晶合金。但是这些非晶合金非常脆，因此并没有引起很多注意。1984年，Shechtman等在快凝Al-Mn合金中发现具有五次对称的二十面体准晶相，之后在多种Al-过渡金属合金中相继发现存在着准晶相；在1987年，Inoue在含Al 80％的Al-Ni-Si和Al-Ni-Ge合金系中发现了韧性良好的非晶合金。1988年，He等发现了含Al量达90at％的高强度低密度的Al-TM-Re非晶合金；1990年，Inoue等利用快凝技术得到新型的Al-TM-Re纳米复合材料(纳米晶体均匀弥散分布在非晶基体上)。自此以后，大量具有韧性的Al基非晶合金在三元合金系中被发现，例如Al-Zr-Cu，Al-Zr-Ni和Al-Nb-Ni，从而形成了Al-EM-LM系非晶合金。随后，用RE代替TM的Al-RE-TM如Al-Y-M，Al-La-M和Al-Ce-M(M＝Fe，Co，Ni，Cu)，二Al-RE(RE＝Y，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb)非晶合金系也先后被发现，其中EM表示IV～VI族的过渡族金属元素，LM表示VII和VIII族过渡族元素，TM表示过渡族金属或类金属，Re为稀土元素。

目前，尚未有关于Al-Li基的非晶合金的文献报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种以最轻质元素Li(密度为0.53g/cm³)作为主元素加入合金中能够显著降低合金的密度，Ca(密度为1.55g/cm³)的加入一方面可以降低合金的密度，另一方面由于Al-Ca之间存在共价键结合，这种组元间的有方向性的共价键结合能够大幅度地降低原子在过冷液相区的运动，有助于提高非晶形成能力的新型轻质的Al-Li-Ca-Ni-La非晶合金。

本发明的技术方案是：一种含Li和Ca的轻质Al基非晶合金，其化学成分为：以原子百分比Al77％～82％、Li5％～12％、Ca6％～10％、Ni3％～7％、La0％～3％。