[发明专利]一种非晶形成能力优异的La基非晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种非晶形成能力优异的La基非晶合金及其制备方法，其特征在于，所述La基非晶合金的组成为：La_aCo_bAl_c，a、b、c为原子百分比，其中：60≤a≤80，10≤b≤30，10≤c≤30，且a+b+c＝100。本发明提供的La基非晶合金可采用工业级原料进行制备，具有良好的非晶形成能力和优异的综合性能，且制备过程对真空度的要求较低，易于实现工业化生产，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及非晶合金，具体提供一种La基非晶合金及其制备方法。

背景技术

大块非晶合金因其优异的综合性能及广泛的应用前景而成为研究热点，但是，如何制备大尺寸的非晶合金仍是工业化应用面临的主要难题。液态合金冷却时原子倾向于规则排列，足够大的冷却速度才能保证原子保持长程无序状态，尺寸过大会减小冷却速度，导致非晶合金难以形成。稀土基块体非晶合金具有较好的非晶形成能力，且制备过程对氧不敏感，工艺条件不苛刻。同时，稀土基非晶合金还有优异的综合性能，如较低的熔点，较宽的过冷液体区间，特殊的硬磁性能，超塑性和热塑性以及相对高的强度和延展性等。因此，稀土基非晶合金在工业应用方面具有较大潜力。

我国稀土金属资源丰富，La在稀土元素中含量仅次于铈。关于La基大块非晶合金的研究已有许多报道，采用铜模浇铸法获得的La-Cu-Ni-Al四元非晶合金最大直径可达12mm，成分为La₅₅Al₂₅Ni₁₀Cu₅Co₅的非晶合金尺寸最大为9mm。杨滨等人采用喷射沉积成形的方法也制备出了大块La基非晶合金(直径12mm,厚度5mm的非晶合金涂层),但由于该技术自身特点和非晶凝固时粘滞系数急剧增加，制得的非晶合金具有熔滴边界、疏松、孔洞等缺陷，从而影响力学性能。

本发明提供了一种分子式为La_aCo_bAl_c的非晶合金及其制备方法，其中a、b、c为原子百分比。此非晶合金仅为三元合金体系，却具有非常好的非晶形成能力，同时具有优异的综合性能。更重要的是，该非晶合金可采用低成本的工业级原料制备且制备工艺相对简单。因此，该La基非晶合金大规模工业化应用的前景十分广阔。

发明内容

本发明提供了一种La基非晶合金及其制备方法，其优势在于：一方面，此种非晶合金采用工业级纯度的金属，成本较低；另一方面，这种非晶合金具有良好的形成能力，且制备过程中对氧含量不敏感，具有良好的工业化应用前景。

一种La基非晶合金，该合金的组成为：La_aCo_bAl_c，a、b、c为原子百分比，其中：60≤a≤80，10≤b≤30，10≤c≤30。以合金总体积为准，该La基非晶合金在浇铸成为直径大于等于8mm、长度为60mm的棒状样品时，其非晶含量为30％至99％。

本发明所述La基非晶合金，其特征在于：a、b、c(原子百分比)的优选取值范围为：66≤a≤76，12≤b≤22，12≤c≤22。以合金总体积为准，该La基非晶合金在浇铸成为直径大于等于12mm、长度为60mm的棒状样品时，其非晶含量大于50％。

本发明还提供了所述La基非晶合金的制备方法，其特征在于：首先，按照非晶合金的原子百分比称取各组分进行配置；然后，在保护气体气氛下通过电弧熔炼的方法制备所需成分的母合金锭，合金的熔炼温度2000℃，熔炼时间大于30秒，反复熔炼至少6次；最后，通过铜模浇铸的方法获得所述非晶合金。