[發明專利]一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法

在審

• 申請號: 201611212376.4
• 申請日: 2016-12-25
• 公開（公告）號: CN108611581A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島祥智電子技術有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;C09D151/08;C09D7/61;C08F283/12;C08F220/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開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。該方法制備的金屬玻璃具有良好的機械性能，尤其具有突出的斷裂強度與塑性變形能力。

技術領域

本發明涉及非晶態合金材料制造領域，具體涉及一種鈦鋯鋁基金屬玻璃的制備方法。

背景技術

非晶合金具有比相同或相似成分的晶態合金更加優異的力學性能、物理化學性能，超高的耐磨耐蝕性以及良好的加工性能等特點。這些優異的性能使得非晶合金在功能材料領域和結構材料領域均展現出巨大的應用價值，同時使得非晶合金作為一種新型材料逐漸成為人們關注的熱點。

塊體非晶合金呈近程有序遠程無序的隨機密堆結構，沒有位錯、晶界等缺陷，使其具有高強度、高硬度、高彈性性能等優異力學性能，同時還具有優異的耐磨性，耐腐蝕性能，磁學性能等功能性能，因此塊體非晶合金近年一直是材料研究領域的熱點。其中，Ti基非晶合金因其質量輕、強度高、耐蝕性能、一定的室溫壓縮塑性等優點，從而有著廣泛的應用前景和使用價值。同時，簡單的非晶合金組成和制備工藝也非常有利于實際的工業化應用。

相對于其他鈦基、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，制備工藝相對簡單，成本較為低廉。鈦鋯鋁金屬玻璃不但具有高強度、大彈性變形、高硬度、耐磨損和耐腐蝕等優良性能，其彈性變形能力達到2％，還具有較小的膨脹系數，適于近終成形，成形后表面光潔度高，因此是一種潛在的優良結構材料。但是鈦鋯鋁基金屬玻璃在宏觀上表現出極大的脆性，在這一定程度上限制了其在結構材料方面的應用。

發明內容

本發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械性能，尤其具有突出的斷裂強度與塑性變形能力。

為了實現上述目的，本發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3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引發劑偶氮二異丁腈，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)；