[發(fā)明專利]一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610228475.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN105695901A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州思創(chuàng)源博電子科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C45/10
• 分類號(hào): C22C45/10
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非晶態(tài)合金材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法。

背景技術(shù)

非晶合金具有比相同或相似成分的晶態(tài)合金更加優(yōu)異的力學(xué)性能、物理化學(xué)性能，超高的耐磨耐蝕性以及良好的加工性能等特點(diǎn)。這些優(yōu)異的性能使得非晶合金在功能材料領(lǐng)域和結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域均展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)使得非晶合金作為一種新型材料逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

塊體非晶合金呈近程有序遠(yuǎn)程無序的隨機(jī)密堆結(jié)構(gòu)，沒有位錯(cuò)、晶界等缺陷，使其具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性性能等優(yōu)異力學(xué)性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的耐磨性，耐腐蝕性能，磁學(xué)性能等功能性能，因此塊體非晶合金近年一直是材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。其中，Ti基非晶合金因其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐蝕性能、一定的室溫壓縮塑性等優(yōu)點(diǎn)，從而有著廣泛的應(yīng)用前景和使用價(jià)值。同時(shí)，簡(jiǎn)單的非晶合金組成和制備工藝也非常有利于實(shí)際的工業(yè)化應(yīng)用。

相對(duì)于其他鈦基、鋯基和鐵基等塊體金屬玻璃，鈦鋯鋁基塊體金屬玻璃的組元少，制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較為低廉。鈦鋯鋁金屬玻璃不但具有高強(qiáng)度、大彈性變形、高硬度、耐磨損和耐腐蝕等優(yōu)良性能，其彈性變形能力達(dá)到2%，還具有較小的膨脹系數(shù)，適于近終成形，成形后表面光潔度高，因此是一種潛在的優(yōu)良結(jié)構(gòu)材料。但是鈦鋯鋁基金屬玻璃在宏觀上表現(xiàn)出極大的脆性，在這一定程度上限制了其在結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法，該方法制備的金屬玻璃金具有良好的機(jī)械性能，尤其具有突出的斷裂強(qiáng)度與塑性變形能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法，該鈦鋯鋁基金屬玻璃基體由以下原子配比的合金制成：Ti_1-a-b-cAl_aB_bZr_cNb_d，其中a=0.16-0.21，b=0.02-0.05，c=0.13-0.19，d=0.02-0.03；

該方法包括如下步驟：

（1）按照上述分子式稱取各元素進(jìn)行配料，選取純度為99.99％的鈦塊、純度為99.97％的鋯塊、純度為99.99％的B塊、純度為99.99％的Al塊和純度為99.99％的Nb塊進(jìn)行合金配料配置，打磨去除金屬原料的表面氧化皮，按照摩爾比進(jìn)行精確稱量配比并使用乙醇超聲波清洗原料；

（2）將步驟(1)配制的原料裝入熔煉爐中，對(duì)熔煉爐抽真空至5×10^-3Pa，然后充入高純氬氣，氬氣純度大于99.999%，使熔煉室氣壓達(dá)到0.05MPa，充分熔煉3-5遍，保證熔煉均勻；

（3）用撥勺將熔煉好的合金錠放入吸鑄工位，用電弧將合金錠熔化，并逐漸加大電流至500A，利用熔煉室和吸鑄室壓差將合金液體吸入銅模，得到直徑為3-5mm的鈦鋯鋁基金屬玻璃復(fù)合材料棒材；

（4）在裝有攪拌器的三口燒瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩爾比為3:2:2；在攪拌下滴入醋酸，加入量為5g/100mL，室溫反應(yīng)3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈，加入量分別為10g/100mL和5g/100mL，然后室溫下攪拌20min得到溶膠待用；然后將市售的粒度為50-100nm的ZrC納米微粉和溶膠混合得到涂料，ZrC納米微粉和溶膠的重量比為6:（1-2）；

然后將上述涂料涂抹到上述鈦鋯鋁基金屬玻璃復(fù)合材料棒材，涂層厚度為3-5微米；經(jīng)15min烘烤固化，烘烤溫度為130℃，得到最終產(chǎn)品。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例的鈦鋯鋁基金屬玻璃材料基體由以下原子配比的合金制成：Ti_0.67Al_0.16B_0.02Zr_0.13Nb_0.02。

按照上述分子式稱取各元素進(jìn)行配料，選取純度為99.99％的鈦塊、純度為99.97％的鋯塊、純度為99.99％的B塊、純度為99.99％的Al塊和純度為99.99％的Nb塊進(jìn)行合金配料配置，打磨去除金屬原料的表面氧化皮，按照摩爾比進(jìn)行精確稱量配比并使用乙醇超聲波清洗原料。

將配制的原料裝入熔煉爐中，對(duì)熔煉爐抽真空至5×10^-3Pa，然后充入高純氬氣，氬氣純度大于99.999%，使熔煉室氣壓達(dá)到0.05MPa，充分熔煉3遍，保證熔煉均勻。