[發明專利]一種非晶形成能力優異的La基非晶合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710102188.4
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN108504963B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王寅霄;李毅;姚佳昊;潘杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 崔曉蕾

本發明公開了一種非晶形成能力優異的La基非晶合金及其制備方法，其特征在于，所述La基非晶合金的組成為：La_aCo_bAl_c，a、b、c為原子百分比，其中：60≤a≤80，10≤b≤30，10≤c≤30，且a+b+c＝100。本發明提供的La基非晶合金可采用工業級原料進行制備，具有良好的非晶形成能力和優異的綜合性能，且制備過程對真空度的要求較低，易于實現工業化生產，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及非晶合金，具體提供一種La基非晶合金及其制備方法。

背景技術

大塊非晶合金因其優異的綜合性能及廣泛的應用前景而成為研究熱點，但是，如何制備大尺寸的非晶合金仍是工業化應用面臨的主要難題。液態合金冷卻時原子傾向于規則排列，足夠大的冷卻速度才能保證原子保持長程無序狀態，尺寸過大會減小冷卻速度，導致非晶合金難以形成。稀土基塊體非晶合金具有較好的非晶形成能力，且制備過程對氧不敏感，工藝條件不苛刻。同時，稀土基非晶合金還有優異的綜合性能，如較低的熔點，較寬的過冷液體區間，特殊的硬磁性能，超塑性和熱塑性以及相對高的強度和延展性等。因此，稀土基非晶合金在工業應用方面具有較大潛力。

我國稀土金屬資源豐富，La在稀土元素中含量僅次于鈰。關于La基大塊非晶合金的研究已有許多報道，采用銅模澆鑄法獲得的La-Cu-Ni-Al四元非晶合金最大直徑可達12mm，成分為La₅₅Al₂₅Ni₁₀Cu₅Co₅的非晶合金尺寸最大為9mm。楊濱等人采用噴射沉積成形的方法也制備出了大塊La基非晶合金(直徑12mm,厚度5mm的非晶合金涂層),但由于該技術自身特點和非晶凝固時粘滯系數急劇增加，制得的非晶合金具有熔滴邊界、疏松、孔洞等缺陷，從而影響力學性能。

本發明提供了一種分子式為La_aCo_bAl_c的非晶合金及其制備方法，其中a、b、c為原子百分比。此非晶合金僅為三元合金體系，卻具有非常好的非晶形成能力，同時具有優異的綜合性能。更重要的是，該非晶合金可采用低成本的工業級原料制備且制備工藝相對簡單。因此，該La基非晶合金大規模工業化應用的前景十分廣闊。

發明內容

本發明提供了一種La基非晶合金及其制備方法，其優勢在于：一方面，此種非晶合金采用工業級純度的金屬，成本較低；另一方面，這種非晶合金具有良好的形成能力，且制備過程中對氧含量不敏感，具有良好的工業化應用前景。

一種La基非晶合金，該合金的組成為：La_aCo_bAl_c，a、b、c為原子百分比，其中：60≤a≤80，10≤b≤30，10≤c≤30。以合金總體積為準，該La基非晶合金在澆鑄成為直徑大于等于8mm、長度為60mm的棒狀樣品時，其非晶含量為30％至99％。

本發明所述La基非晶合金，其特征在于：a、b、c(原子百分比)的優選取值范圍為：66≤a≤76，12≤b≤22，12≤c≤22。以合金總體積為準，該La基非晶合金在澆鑄成為直徑大于等于12mm、長度為60mm的棒狀樣品時，其非晶含量大于50％。

本發明還提供了所述La基非晶合金的制備方法，其特征在于：首先，按照非晶合金的原子百分比稱取各組分進行配置；然后，在保護氣體氣氛下通過電弧熔煉的方法制備所需成分的母合金錠，合金的熔煉溫度2000℃，熔煉時間大于30秒，反復熔煉至少6次；最后，通過銅模澆鑄的方法獲得所述非晶合金。