[發(fā)明專利]一種鐵鈷基內(nèi)生非晶復(fù)合材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110421466.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN102517523A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂昭平;高敬恩;陳子潘;杜清;吳淵;王輝;劉雄軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C45/00
• 分類號(hào): C22C45/00;C22C45/02;C22C45/04
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種塊體非晶復(fù)合材料，具體地說是涉及一種以鐵鈷為主要成分，包含一定量的非晶相和內(nèi)生晶體相，且成分中只含有少量的類金屬元素甚至不含類金屬元素的鐵鈷基塊體非晶合金。

背景技術(shù)

一般情況下，金屬或合金的熔體凝固下來時(shí)都會(huì)形成晶體。20世紀(jì)60年代美國的Duwez等首次采用快速凝固的方法制得Au-Si非晶合金，從而揭開了對(duì)非晶合金形成理論，物理、化學(xué)以及力學(xué)特征的研究熱潮。但最初發(fā)現(xiàn)的合金體系的玻璃形成能力都比較低，只有少數(shù)的貴金屬合金能形成塊體，嚴(yán)重限制了非晶合金的研究和工程應(yīng)用。自20世紀(jì)80年代以來，多個(gè)體系的塊體非晶合金相繼被發(fā)現(xiàn)，例如La-Al-Cu-Ni，Mg-Y-Cu，?Zr-Al-Ni-Cu等合金系。此后，塊體非晶合金作為一種高性能材料因其高強(qiáng)度、高硬度、優(yōu)良的耐腐蝕性、優(yōu)異的軟磁性能等引起了越來越多的關(guān)注。

????鐵基塊體非晶合金具與其他體系的非晶合金相比，具有高強(qiáng)度、高耐腐蝕性，優(yōu)異的軟磁性能以及更低的生產(chǎn)成本的優(yōu)勢(shì)，受到材料研究工作者和工業(yè)界的重視。目前，以Fe-Si-B合金系為代表的鐵基非晶-納米晶合金已廣泛地應(yīng)用到變壓器工業(yè)中，以其代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅鋼片作為變壓器鐵芯材料能夠有效地降低變壓器運(yùn)行過程中的鐵芯損耗，減少能源損耗和溫室氣體排放。此外，用鈷代替部分的鐵元素制備出的鐵鈷基非晶合金具備更好的高頻軟磁性能。傳統(tǒng)的鐵基非晶合金由于玻璃形成能力低下，樣品尺寸受到限制。1995年，日本Inoue等發(fā)現(xiàn)了最大直徑可達(dá)2?mm的Fe-(Al,Ga)-類金屬塊體鐵基非晶合金，揭開了研究塊體鐵基非晶合金的序幕。目前報(bào)道的最大尺寸的鐵基非晶合金Fe-Co-Cr-Mo-C-B-Y的臨界直徑為16?mm。

盡管到目前為止已開發(fā)出了多種具有良好性能和高玻璃形成能力的塊體鐵基/鐵鈷基非晶或非晶-晶體復(fù)合材料，但這些鐵基或者鐵鈷基塊體非晶合金都含有大量的（約20%，原子百分比）類金屬元素Si、B、C、P等。這些元素具有高的熔點(diǎn)、易揮發(fā)的特性，熔煉時(shí)存在雜質(zhì)多，成分難以控制等缺點(diǎn)，并且過多類金屬元素的加入造成了鐵基塊體非晶合金的脆性斷裂傾向。研制開發(fā)出不含類金屬元素或含少量類金屬元素的鐵基或鐵鈷基非晶合金已成為該類材料研究中的重中之重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鐵鈷基內(nèi)生非晶復(fù)合材料，該鐵鈷基塊體非晶復(fù)合材料包含體積百分比為15-85%的非晶相和85-15%的晶體相；該鐵鈷基塊體非晶復(fù)合材料合金成分表達(dá)式為：(Fe_1-xCo_x)_aLa_bCe_cAl_dCu_eM_fN_gT_h?（原子比），其中，M為除La、Ce外的稀土元素中的一種或多種，N為Ti、V、Cr、Mn、Ni、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Hf、Ta、Ga中的一種或多種，T為B、C、Si、P中的一種或多種，且0.05≤x≤0.7；30≤a≤80，?5≤b≤30，5≤c≤30，1≤d≤10，1≤e≤10，0≤f≤30，0≤g≤5，0≤h≤5，且a+b+c+d+e+f+g+h?=100。

優(yōu)選的：

所述的鐵鈷基塊體非晶復(fù)合材料合金成分表達(dá)式為：(Fe_1-xCo_x)_aLa_bCe_cAl_dCu_e?（原子比），其中0.05≤x≤0.7，30≤a≤80，?5≤b≤30，5≤c≤30，1≤d≤10，1≤e≤10，且滿足a+b+c+d+e=100。

所述的鐵鈷基塊體非晶復(fù)合材料合金成分表達(dá)式為：(Fe_1-xCo_x)_aLa_bCe_cAl_dCu_eM_f?（原子比），其中M為除La、Ce外的稀土元素中的一種或多種，其中0.05≤x≤0.7，30≤a≤80，?5≤b≤30，5≤c≤30，1≤d≤10，1≤e≤10，0≤f≤30，且滿足a+b+c+d+e+f?=100。