[发明专利]一种镁基无定形体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无定形体技术领域，主要涉及到一种镁基无定形体及其制备方法。

背景技术

大块无定形体作为一种新型材料，无定形体具有相玻璃一样的长程无序，短程有序的结构特点，无定形体与晶态合金相比，具有极高的强度、硬度、耐磨性、耐蚀性和高电阻性，而且还表现出优良的超导性和低磁损耗等特点，由于其具有的独特物理、化学和机械性能，因此，大块非晶已经在电子、机械和化工行业得到应用，随着新材料的发明，其应用将会不断扩大。

目前的无定形体体系有：锆基、铁基、铜基、镍基、钛基和铝基以及稀土基的无定形体等。不同的非晶体系根据成分不同，相应的物理化学性质以及它的制备条件都不同。其中，锆基、铁基、铜基、镍基、钛基和铝基无定形体的强度大、硬度高、耐腐蚀性好，但它们对制备的条件的要求相对苛刻。锆基、铁基、铜基、镍基、钛基和铝基等无定形体相比，稀土基无定形体具有较低的玻璃化温度，超强的玻璃形成能力以及宽的过冷液相区，容易形成大块无定形体，而且稀土基无定形体的制备条件相对宽松，容易实现工业化大规模生产。但是稀土基无定形体存在强度较低，且耐腐蚀性差的缺点。

多组元体系虽较易形成大块无定形体，但是由于结构复杂、成分多样，对其形成机理和相的析出都很难进行分析，而采用少组元体系大块非晶，便于对其形成机理和析出相的研究。

鉴于上述描述，亟待在不提高合金密度的前提下，设计并研究出少组元Mg基无定形体，并获得块状非晶形成能力的最佳值和较好的力学性能。因此本发明提供了一种镁基无定形体及其制备方法，用以发展我国非晶形成及晶化过程的研究及应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种少组元、压缩强度强且无塑性变形的镁基无定形体；目的之二在于提供一种镁基无定形体的制备方法。

为了实现上述目的和一些其他目的，本发明提供一种镁基无定形体，其特征在于，镁基无定形体的组成如下通式所示：Mg_87-xCu_xDy₁₃，其中，22≤x≤32。

优选的是，x为22、27或32。

优选的是，x为27或32。

优选的是，x为27。

优选的是，x为27时，无定形体最大直径为8mm，压缩强度为621.84MPa，无塑性变形。

一种所述镁基无定形体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照镁基无定形体的组成的通式所示的重量比将单金属原料块加入到熔炼装置中融化，并反复熔炼4-6次，冷却后获得母合金块，其中，熔炼温度为：1100K-1200K，每次熔炼时间为1～2min，并保温2～3min。

优选的是，所述单金属原料块在熔炼之前还要进行预处理过程，预处理过程为将单金属原料块进行打磨，之后放入清洗溶液中并在频率为40KHz微声波下清洗5min。

优选的是，所述清洗溶液为丙酮溶液。

优选的是，所述镁基无定形体的制备方法还包括以下步骤：将所述母合金块转移入高频感应炉中，在感应温度1000K-1100K下熔炼3-5min，之后用高纯Ar气将再次熔炼之后的母合金液快速吹推入铜模，随铜模冷却即制得镁基无定形体块体。

优选的是，所述熔炼装置为真空电弧熔炼炉，熔炼之前首先抽真空，真空度达到1×10^-3Pa～3×10^-3Pa后充入10⁵Pa高纯氩气；将所述母合金块转移入高频感应炉中之前，首先调节感应炉真空度为3×10^-3Pa～5×10^-3Pa，之后冲高纯氩气使真空度10⁵Pa。