[发明专利]一系列具有胞状微观结构的Zr‑Al‑Ni‑Cu块体非晶合金

说明书

技术领域

本发明涉及一系列具有胞状微观结构的Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金。

背景技术

锆基块体非晶合金具有非晶形成能力好、弹性应变大、抗腐蚀能力高、抗压强度高，特别是某些锆基非晶合金表现出好的室温塑性和生物相容性，这些特点使得其在结构和生物材料领域中具有极大的应用前景。目前，采用高倍透射电子显微镜能观察到非晶合金中有原子或纳米尺度的团簇结构的存在，但是还没有制备出具有微米尺度微观结构的非晶合金。而非晶合金的室温塑性与其内部微观结构息息相关，因此制备出具有特殊的微米尺度微观结构的锆基块体非晶合金具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一系列具有胞状微观结构的Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一系列具有胞状微观结构的Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金，其特征在于：包括如下步骤:将纯度为99.99wt%的块状Cu、Zr、Al和Ni按Zr-Al-Ni-Cu合金成分配比配料； 将配好的料放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10^-3Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.45大气压，然后熔炼Ti进行吸气；熔炼合金5次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎；将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好模腔直径为3mm的水冷铜模；抽真空到1×10^-3Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.2大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼进行吸铸，即可获得直径为3mm的非晶合金。

所述合金成分分别为Zr₆₅Al_8.7Cu_14.4Ni_11.9、Zr₆₄Al_10.1Cu_11.7Ni_14.2、Zr_63.5Al_10.7Cu_10.7Ni_15.1、Zr₆₂Al₁₀Cu₁₅Ni₁₃、Zr_61.5Al_10.7Cu_13.65Ni_14.15、Zr_60.5Al_12.1Cu_10.95Ni_16.45（at%），能形成直径为3mm的非晶试样，其内部具有胞状的微观结构。

本发明制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）和差热扫描量热计（DTA）检测材料的非晶态结构、用氢氟酸和硝酸的混合液对非晶合金试样的横截面进行腐蚀、用扫描电子显微镜（SEM）分析试样腐蚀过的横截面上的微观结构，发现本发明制成的产品都是完全的非晶并包含有尺寸为3～20微米的胞状微观结构。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

根据Zr₆₅Al_8.7Cu_14.4Ni_11.9（at%）合金成分，用分析天平称取锆15.2474±0.0001g、铝0.6036±0.0001g、铜2.3530±0.0001g和镍1.7959±0.0001g，放入真空电弧炉的铜坩埚中，抽真空至1×10^-3Pa，充入氩气使真空腔的压力达0.45个大气压，熔炼Ti进行吸气后，然后熔炼合金5次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎，将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好模腔直径为3mm的水冷铜模，抽真空到1×10^-3Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.2大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼进行吸铸而获得直径为3mm的试样。然后用水冷慢速金刚石切割机从试样中间取下长度为2mm的试样，将其横截面磨平、抛光并用氢氟酸和硝酸的混合液进行腐蚀。通过XRD和DTA技术检测发现该产品为完全的非晶态，通过SEM分析腐蚀后的横截面发现具有尺寸为20微米的清晰胞状微观结构。

实施例2