[发明专利]含有锰的块状镍-磷-硼玻璃

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请No.61/769,707的权益，该申请题为“Bulk Nickel-Phosphorus-Boron Glasses Bearing Chromium and Magnesium”，提交于2013年2月26日，通过引用将其以全文并入本文。

技术领域

本公开内容涉及含有Mn和任选Cr和/或Mo的Ni-P-B合金,其能够形成金属玻璃，且在一些情形中形成具有至少1mm，和如5mm或更大的那样大直径的块状金属玻璃棒。

背景技术

题为“Low Magnetostriction Amorphous Metal Alloy”的O’Handley的欧洲专利申请EP0161393(1981)公开了特别含有Mn、Cr、P、B的Ni－Co基合金，其能够形成部分非晶态的超薄磁性物体。其中公开的合金包括Mn和Cr，且必须还包括Co，因为O’Handley的合金设计成生产磁性材料，且Co是包括在O’Handley的合金中的唯一能够使部分非晶态的材料具有磁性的元素。O’Handley的磁性材料仅以超薄带、小板、线等形式形成，且需要超高的冷却速率（约10⁵K/s）以部分形成非晶相。

在下述申请公开了能够形成具有3mm或更大直径的块状金属玻璃棒的形成块状玻璃的Ni-Cr-Nb-P-B玻璃,即2012年8月22日提交的、名称为“Bulk Nickel-Based Chromium and Phosphorous Bearing Metallis Glasses”的美国专利申请13/592,095;以及2012年10月30日提交的、名称为“Bulk Nickel-Based Chromium and Phosphorous Bearing Metallic Glasses with High Toughness”的美国专利申请61/720,015,在此通过引用将其全部公开内容并入本文。在这些申请中,具有5-9原子%的Cr含量、3-4原子%的Nb含量、约3原子%的B含量、约16.5原子%的P含量的Ni基组合物能够形成具有如11mm或更大的那样大直径的块状金属玻璃棒。在这些在先申请中还公开了Mn能够部分地替代Ni和/或Cr,而不显著影响形成玻璃的能力。

在另一个最近的申请,即2012年11月15日提交的、名称为“Bulk Nickel-Phosphorus-Boron Glasses Bearing Chromium and Tantalum”的美国专利申请61/726,740中公开了形成块状玻璃的Ni-Cr-Ta-P-B玻璃,该Ni-Cr-Ta-P-B玻璃能够形成具有3mm或更大直径的块状金属玻璃棒，在此通过引用将其全部公开内容并入。在该在先申请中,具有6-10原子%的Cr含量、2.5-3原子%的Ta含量、约3原子%的B含量、约16.5原子%的P含量的Ni基组合物能够形成具有如7mm或更大的那样大直径的块状金属玻璃棒。在该在先申请中,还公开了至多2原子％Mn能够包括在组合物中，作为Ni或Cr的替代,而不显著影响形成玻璃的能力。

在另一申请，2013年10月8日提交的题为“Bulk Nickel-Phosphorus-Boron Glasses bearing Molybdenum and Niobium”的美国专利申请No.61/847,955中，公开了形成玻璃的Ni-Mo-Nb-P-B合金，通过引用以其全文并入本文。这些合金包含1-5原子％Mo、3-5原子％Nb、16-17原子％P、2.75-3.75原子％B。在该在先申请中，公开了添加至多2原子％Mn可改善这些合金的形成玻璃的能力。

在这些在先公开中,Ni-Cr-Nb-P-B和Ni-Cr-Ta-P-B形成块状玻璃的组合物显示了良好的形成玻璃的能力（GFA）、高强度和硬度、充分高的韧性和耐腐蚀性。这些品质,结合低成本和充裕的元素Ni、Cr、P和B,指出了广泛的工程应用的潜力。然而,元素Nb和Ta相对较昂贵。此外Nb和Ta不是广泛地充裕,使得它们的供给受到限制,并且对于超高体积的制造可能不足够安全。本公开提供了用更广泛充裕且较不昂贵的元素替代Nb或Ta的形成金属玻璃的合金，而不显著劣化由含Nb和Ta的合金显示的形成块状玻璃的能力和机械以及化学性能。

发明内容

本公开针对于含有Mn和任选Cr和Mo的Ni-P-B合金,其能够形成金属玻璃，且在一些情形中形成具有至少1mm，和/或如5mm或更大的那样大直径的金属玻璃棒。本公开还针对于由该合金形成的金属玻璃。