[发明专利]一种锆基非晶合金及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锆基非晶合金及其制备方法。

【背景技术】

非晶态金属或合金是指物质从液态(或气态)急速冷却时，因来不及结晶而在室 温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再呈长程有序、周期性和规则 排列，而是处一种长程无序排列状态。和普通晶态金属与合金相比，非晶态金属与合 金因其无序结构不存在晶粒、晶界，亦不存在位错、滑移等晶格缺陷，因此具有较高 的强度硬度、高耐磨性、良好的磁学性能和抗腐蚀性能等，可以应用于高档电子产品、 体育用品、奢侈品、航空航天等。已有性能优异的非晶合金一般都添加了稀土元素， 而稀土元素为昂贵资源，且储量有限，这导致非晶合金的成本较高，大大限制了非晶 合金的商业化应用。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种锆基非晶合 金及其制备方法，得到的锆基非晶合金的成本较低，且拥有较好的玻璃形成能力。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种锆基非晶合金的制备方法，包括以下步骤：1)按照如下锆基非晶合金的组成 要求将一定量的金属进行混合，得到混合物料；所述锆基非晶合金的组成为： Zr_aCu_bAl_cNi_dX_e，其中，a，b，c，d，e为原子百分比，40≤a≤65；10≤b≤30；5≤c ≤15；1≤d≤15；0＜e≤10；X为Nb，Pd，Ti，Co，Fe，Hf，Si，Ta中一种或多种； 2)将步骤1)得到的混合物料加入熔炼炉中，将熔炼炉抽真空至真空度小于10^-2Pa或 者在气体纯度≥99.9％的惰性气体保护下，加热到高于熔炼待形成的合金的熔点的温度， 熔炼5～30min；3)将步骤2)熔炼得到的合金除渣提纯后，浇铸进模具中，模具为导 热率大于等于20W/mK的材料制得，使合金能迅速冷却形成所述锆基非晶合金。

优选的技术方案中，

所述步骤3)中，浇铸进模具中后，对整个模具施加超声波震动处理，超声功率为 2×10⁴～6×10⁴W。

所述步骤3)中，模具为导热率大于30W/mK的材料制得。

所述步骤1)中，所述锆基非晶合金的组成为：Zr₅₅Cu₂₀Al₁₀Ni_8.5Ti_6.5。

所述步骤1)中，所述锆基非晶合金的组成为：Zr₆₅Cu₈Al₁₅Ni₇Nb₅。

所述步骤1)中，所述锆基非晶合金的组成为：Zr₆₂Cu₂₀Al₇Ni₇Pd₄。

所述步骤1)中，所述锆基非晶合金的组成为：Zr₄₇Cu₁₇Al₁₅Ni₁₂Ti₉。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

一种锆基非晶合金，根据如上所述的制备方法制得。

所述锆基非晶合金的临界玻璃形成尺寸为12mm～20mm。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的非晶合金的制备方法，采用锆基体系，组分中选用Cu、Al、Ni、X，X 选用Nb，Pd，Ti，Co，Fe，Hf，Si，Ta中一种或多种，结合熔炼和浇铸时的工艺控制， 最终制得符合组分要求的非晶合金。得到的非晶合金中不含有稀土元素，省去了对稀 土元素的依赖，且经实验验证非晶合金的玻璃成形能力较好，临界玻璃形成尺寸可达 到12mm，最大能达到20mm，高于现有的锆基非晶合金的6mm左右的临界玻璃形成 尺寸。而且，经验证，本发明制得的锆基非晶合金也具有优异的理化性能，如较高硬 度、较高屈服强度、较好的塑性。

【具体实施方式】