[發明專利]一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201010195874.9
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101838779A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 劉祖銘;李曉峰;黃立清;劉詠;朱藝添;張劉杰;黃群;陳芝霖;李飛;杜勇
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C45/08
• 分類號: C22C45/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明本發明涉及一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金及其制備方法，屬于金屬材料領域。

背景技術

非晶態合金是指固態時其原子的三維空間呈拓撲無序排列，即不存在長程有序(LRO)，結構上無晶界無堆垛層錯等缺陷，并在一定溫度范圍保持這種相對穩定狀態的合金。非晶態鋁合金具有優異的力學、化學性能，與傳統的鋁合金相比，其比強度可提高2-4倍，而部分晶化后納米復合鋁基非晶合金的強度可與工程陶瓷相媲美，同時還表現出優異的耐腐蝕性能等，是一種具有廣泛應用前景的新型工程材料。但是，鋁基合金與其他合金系相比，其非晶形成能力有限，塊體材料的直接合成還很困難，這使得鋁基非晶合金很難在工程上得到應用。因此，發展具有強非晶形成能力的新型鋁基非晶合金體系一直是廣大科研人員努力的目標。中國專利，CN03111967.0，一種鋁基非晶合金及其制備方法，公開了一種由Al-Mg-Ce系鋁基非晶態合金，制備非晶的線速度為30m/s～55m/s；中國專利，200310118908.4，鋁基非晶合金及其制備方法，公開了一種原子百分比組成為Ni8～10％，Zr3～7％，Cu1～5％，Y1～3％，其余為Al的鋁基非晶態合金，在熔體噴射壓力為0.03～0.05MPa，最低制備線速度為23m/s的條件下，制備出了鋁基非晶合金。這些研究成果拓展了鋁基非晶的合金體系，對鋁基非晶態合金的發展有重要意義。但鋁合金的非晶形成能力較差，提高鋁基非晶合金的形成能力及熱穩定性，是亟待解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有合金之不足而提供一種組分配比合理、具有強非晶形成能力和高熱穩定性的Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金及其制備方法。

本發明一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金，其成分為：Al₈₄Ni₁₀Ce_(6-x)Zr_x(x＝1～4，at.％)、Al₈₄Ni_(10-y)Ce₆Zr_y(y＝1～6，at.％)或Al_(84-z)Ni₁₀Ce₆Zr_z(z＝1～5，at.％)。

本發明一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金的制備方法，包括下述步驟：

第一步：配料

選用純金屬，按照名義成分Al₈₄Ni₁₀Ce_(6-x)Zr_x(x＝1～4，at.％)、Al₈₄Ni_(10-y)Ce₆Zr_y(y＝1～6，at.％)或Al_(84-z)Ni₁₀Ce₆Zr_z(z＝1～5，at.％)配料；

第二步：制備母合金

將第一步配好的合金原料用真空電弧爐熔煉3～6次，同時進行電磁攪拌，制得熔煉均勻的母合金；或用真空感應熔煉爐在Ar保護氣氛中熔煉制得母合金；

第三步：甩帶制備非晶

將第二步制備的母合金經表面打磨和清洗后，置于下端磨口的石英管中加熱重熔，待母合金完全熔化后，將母合金熔體噴射到旋轉的銅輥表面冷卻制得非晶帶；加熱重熔和甩帶過程在Ar氣氛中進行，石英管下端與銅輥表面相距1mm～2mm；銅輥最小線速度為10m/s，熔體噴射壓力為0.07MPa～0.08MPa，真空度為2Pa～10^-1Pa。

本發明具有如下的優點和積極效果：

(1)本發明提出的一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金，Ce和Zr的共同作用，降低了合金對氧的敏感性，提高了合金的非晶形成能力；

(2)本發明提出的一種Al-Ni-Ce-Zr系鋁基非晶態合金，成分和制備方法簡單，可采用工業純金屬Al、Ni、Ce和Zr作為原料，真空度要求低；

(3)本發明提出的一種Al-Ni-Ce-La合金體系，非晶形成能力強，冷卻速率低，銅輥最低線速度為10m/s的條件下，甩帶制備出完全非晶態合金。

綜上所述，本發明組分配比合理、具有強非晶形成能力和高熱穩定性，制備方法簡單，冷卻速率要求低。

具體實施方式