[發(fā)明專利]一種大塑性ZrCuAgAlBe系大塊金屬玻璃及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410037461.6 | 申請日： | 2014-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN103773977A | 公開（公告）日： | 2014-05-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蔣建中;金建彪;曹慶平;張東武;馬毅 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | C22C1/02 | 分類號： | C22C1/02;C22C45/10 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 林懷禹 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 塑性 zrcuagalbe 大塊 金屬 玻璃 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種金屬玻璃及其制備方法，特別涉及一種大塑性ZrCuAgAlBe系大塊金屬玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)
金屬玻璃是指在原子尺度上結(jié)構(gòu)無序的一種新型合金材料。其中原子則是以金屬鍵相結(jié)合的，而傳統(tǒng)的非晶氧化物玻璃中的原子結(jié)合方式是共價鍵，因此，金屬玻璃既具有金屬材料的一些特殊性能。又由于不具有晶界、位錯以及原子排布的長程有序性，而具有不同于晶態(tài)金屬材料的優(yōu)異性能，比如高的強度和硬度、較大的彈性極限、良好的耐磨耐腐蝕性能、優(yōu)異的磁性能等物理和化學(xué)性能。由于其獨特的性能，也使其在輕工業(yè)、重工業(yè)、軍工和航空航天工業(yè)等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
與此同時，由于金屬玻璃自身所具有的一些弱點，大大限制了其在眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用。非晶態(tài)合金應(yīng)用中面臨的主要困難是：
1）金屬玻璃塑性的提高。非晶態(tài)合金沒有晶態(tài)金屬的滑移機制，其塑性變形主要局域在很小的剪切帶上，而且當所加的應(yīng)力達到斷裂強度時其斷裂通常沿單根剪切帶發(fā)生，導(dǎo)致災(zāi)難事故的發(fā)生，所以一般只有很小的塑性變形，這也制約了其在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的應(yīng)用。改善金屬玻璃的塑性成為目前金屬玻璃領(lǐng)域研究的熱點。
2）金屬玻璃玻璃形成能力的提高。玻璃形成能力是指合金能形成完全非晶相的臨界尺寸。金屬和合金液在冷卻過程中傾向于轉(zhuǎn)變成原子規(guī)則排列的晶態(tài)材料，要想獲得原子長程無序排列的非晶態(tài)合金，冷卻速度要足夠快，使原子還來不及排列成晶態(tài)結(jié)構(gòu)就被凍結(jié)住。在其他條件相同的情況下，隨著樣品尺寸大的增大，冷卻速度減慢，導(dǎo)致大尺寸的非晶態(tài)合金難以獲得。
3）金屬玻璃熱穩(wěn)定性的提高。金屬玻璃處于熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)，有向熱力學(xué)穩(wěn)態(tài)－晶態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢，這一轉(zhuǎn)變溫度稱為晶化溫度。因此為了能夠在較大的溫度范圍內(nèi)使用非晶態(tài)材料，就需要提高金屬玻璃的熱穩(wěn)定性，開發(fā)熱穩(wěn)定性高的合金系。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種大塑性ZrCuAgAlBe系大塊金屬玻璃及其制備方法，具有良好塑性且兼具較高玻璃形成能力和高熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
一、一種大塑性ZrCuAgAlBe系大塊金屬玻璃
結(jié)構(gòu)式為[Zr46Cu30.14Ag8.36Al8Be7.5](100-x)(Zr100-yMy)x，其中M=Cu或Al，y=0、25或者33，0≤x≤50。
所述的大塊金屬玻璃為柱狀或片狀，柱狀的大塊金屬玻璃的直徑至少3毫米，片狀的大塊金屬玻璃的厚度至少1.5毫米。
二、一種大塑性ZrCuAgAlBe系大塊金屬玻璃的制備方法，包括以下步驟：
1）將Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料按照46～57.6：18.08～31.43：4.6～8.36：4.4～8：4.13～7.5的配比置于電弧熔煉爐的第一銅舟內(nèi)，Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料各自的質(zhì)量純度為99%～99.999%；另外將Zr錠子置于電弧熔煉爐的第二銅舟內(nèi)，Zr錠子的質(zhì)量與Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料的總質(zhì)量之比為1：2～1：5；
2）將電弧熔煉爐抽真空至爐內(nèi)氣壓為3×10-3Pa，然后在電弧熔煉爐內(nèi)充滿體積百分比為98%的Ar氣至與外界大氣壓相等；
3）熔煉電弧熔煉爐第二銅舟內(nèi)的Zr錠子1-2分鐘進行耗氧，熔煉溫度至少2000攝氏度；
4）再對電弧熔煉爐第一銅舟內(nèi)的Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料進行熔煉0.5～2分鐘，熔煉溫度至少2000攝氏度；
5）重復(fù)以上步驟3）～4）進行4～6次至Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料的各成分混合均勻，得到合金熔體；
6）待步驟5）中的金屬原料各成分混合均勻后立刻打開電弧熔煉爐第一銅舟底部的真空閥門將合金熔體吸入銅模中，完全冷卻后即制得大塊金屬玻璃。
所述的步驟2）的電弧熔煉爐抽真空通過依次使用機械泵和分子泵將電弧熔煉爐抽真空。
所述的步驟1）中的Zr、Cu、Ag、Al、Be金屬原料包括Cu55.3Be44.7合金和Zr、Cu、Ag、Al單質(zhì)，Cu55.3Be44.7合金和Zr、Cu、Ag、Al單質(zhì)的質(zhì)量純度均為99%～99.999%。
本發(fā)明具有的有益效果是：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于浙江大學(xué)，未經(jīng)浙江大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410037461.6/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
