[发明专利]制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法。

背景技术

材料形成过程大都经历凝固，凝固组织状况直接决定材料性能的优劣。对于常规凝固而言，凝固时的过冷度仅几度或者更小，晶体的生长速率相应不超过1cm/s。如果采取措施能使合金以较快的凝固速率从液态转变为固态，必将获得普通铸件无法得到的组织结构，不同的组织决定不同的性能，因此深过冷快凝合金可呈现一系列与常规铸造合金不同的性能，如高强韧性，高温抗蠕变性能，阻尼、电磁以及耐腐蚀性能等。

以往对过冷共晶合金的凝固研究主要集中在由固溶体相－金属间化合物相组成的共晶体系，如Co-Sb,Co-Ge,Co-Mo,Co-Sn，Ni-Mo,Ni-Sn和Ni-Si等，此类共晶两相的成分差别比较小；而当共晶产物为端部固溶体相－端部固溶体相时，如银-铜等，共晶两相的成分差别比较大，凝固过程中溶质分凝显著，共晶凝固过程中耦合生长的过冷度区间相对较大，有利于对共晶耦合生长过程中的多种现象进行分析和研究。但Walder S.等人在《Journal of Applied Physics》（应用物理学杂志）（1993,73(4):1965-1970）上发表的文章“Nonequilibrium solidification in undercooled melts of the alloy Ag-39.9at.%Cu”（“过冷Ag-39.9at.%Cu共晶合金熔体的非平衡凝固”）介绍到：采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法对银-铜共晶合金进行过冷实验，结果要经过30多次的循环才最终得到最大77K的过冷度。

发明内容

为了克服已有技术中存在的至少一个问题，本发明提出一种循环次数少、工作效率高的制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法。

为了实现上述目的，本发明提出一种制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法，包括以下步骤:步骤1：对银和铜进行清洗并烘干；步骤2：将烘干后的所述银和所述铜放入具有玻璃净化剂的坩埚内；步骤3：将所述坩埚置于真空室内，并对所述真空室抽真空；步骤4：抽真空完成后往所述真空室内充入高纯度的氩气；步骤5：所述真空室内加热至超过所述银-铜共晶合金的熔点200k至600k，且保持该温度最多不超过5分钟；步骤6：冷却所述银和所述铜形成的合金；步骤7：重复所述步骤5和所述步骤6，最多不超过7次；步骤8：获得定向银-铜共晶合金。

可选的，所述银和所述铜的纯度均大于99.999%。

可选的，在所述坩埚的底部先放置玻璃净化剂粉末，在放入所述银和所述铜之后，再放入玻璃净化剂粉末。

可选的，所述玻璃净化剂由重量百分比分别为12.3%的B₂O₃、17.7％的Na₂B₄O和70％的Na₂SiO₃组成。

可选的，将重量百分比分别为12.3%的B₂O₃、17.7％的Na₂B₄O和70％的Na₂SiO₃混合后在电阻炉内加热至1273k，在液态下保温6小时进行充分脱水，最后破碎成颗粒状，形成玻璃净化剂。

可选的，对所述真空室抽真空，使得所述真空室的真空度达到2×10^-3Pa。

可选的，往所述真空室内充入高纯度的氩气，直至所述真空室内的真空度达到0.08MPa。

可选的，使用高频感应线圈给所述真空室快速加热。

可选的，所述银-铜共晶合金冷却后再次加热的温度低于冷却前所述银-铜共晶合金的温度。

本发明制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法的有益效果主要表现在：本发明制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法通过合理控制加热温度，保温时间和循环次数等工艺参数，只需触发形核和较少的循环次数便可制备出具有定向胞状和树枝状组织特征的银-铜共晶合金，而且只用7次的循环次数就可以达到100K的过冷度，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图1对本发明作进一步的描述。

本发明提出一种制备定向银-铜共晶合金的深过冷方法，包括