[发明专利]一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金

说明书

本发明公开了一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金，其合金元素百分比表达式为Co_aFe_bNi_cCr_dMn_eN_fC_gB_h，其中35≤a≤65，0≤b≤10，0≤c≤10，10≤d≤20，5≤e≤15，10≤f≤20，0≤g≤5，0≤h≤5，a+b+c+d+e+f+g+h＝100。本发明所述的钴基非晶合金材料具有宽的过冷液相区,其过冷液相区ΔT_x在60K‑80K之间即具有较好的热塑成形性能；本发明所述的非晶合金可通过球磨法、熔炼铸造法等方法制备，制备工艺较为简单，成本较低。

技术领域

本发明涉及一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金，属于非晶合金新材料技术领域。

背景技术

非晶合金材料是指材料内部的原子在三维空间上的排列是长程无序而短程有序的金属或合金材料，简称为非晶合金。非晶合金材料不存在晶体结构中的晶界、层错等缺陷，故其在机械性能、化学性能及磁学性能等方面具有优异的性能，且由于其原子排列无长程有序，故性能是各向同性的。

钴基非晶合金具有优越的工程应用性能：高强度和硬度、优良的磁性能和耐蚀性能、高的热稳定性，可作为结构材料和功能材料，尤其可利用其软磁性能，制成各种磁性器件应用于电子技术领域，如电流互感器、大功率开关电源、逆变电源和程控交换机电源的变压器等。尽管钴基非晶的玻璃形成能力较弱，但独特的性能使得它们具有重大的工程应用前景，因此为了拓展磁性非晶合金的工业应用，就促使人们不断地去寻找具有较宽过冷液相区的钴基非晶合金体系，因为过冷液相区的宽度大小一般而言与其非晶形成能力成正比。

从钴基非晶的提出到现在为止，国内外研究者提出的钴基非晶合金体系过冷液相区宽度普遍较小，如日本东北大学的井上等提出的Co-M-Al-Ga-P-B-C(M＝Cr，V，Fe)的过冷液相区宽度达到51k；Itoi T.等提出的Co-Fe-Zr-M-B(M＝Nb，Tb，W)体系中Co₆₃-Fe₇-Zr_10-x-M_x-B₂₀非晶合金过冷液相区宽度最大只能达到45K；中科院宁波材料所的沈宝龙等人提出的Co-Fe-Ni-B-Si体系的过冷液相区宽度在40-60K之间，Co-Fe-B-Si-Nb的过冷液相区宽度也在44-59K。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金。

本发明目的的技术解决方案是：一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金，所述非晶合金元素百分比表达式为Co_aFe_bNi_cCr_dMn_eN_fC_gB_h，其中35≤a≤65，0≤b≤10，0≤c≤10，10≤d≤20，5≤e≤15，10≤f≤20，0≤g≤5，0≤h≤5，a+b+c+d+e+f+g+h＝100。

一种具有宽的过冷液相区的钴基非晶合金，所述合金采用球磨法或者熔炼铸造法制备。

通过球磨法制备上述钴基非晶合金，包括以下步骤：

(1)配料：将高纯粉末Co、Fe、Ni、Mn、Cr、MnN、CrN、C、B按照钴基非晶合金组成进行配料并混合，得到非晶合金原料；

(2)球磨：将混合得到的原料加入球磨罐中进行球磨，球磨罐中通入高纯氮气进行保护，球料质量比为2:1，转速为400r/min，球磨时间为100h。

通过熔炼铸造法制备上述钴基非晶合金，包括以下步骤：

(1)配料：将高纯Co、Fe、Ni、Mn、Cr、MnN、CrN、C、B按照钴基非晶合金组成进行配料并混合，得到非晶合金原料；