[發(fā)明專利]一種Al-B-Co-Mn輕型低熱膨脹合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810143801.1
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108277417B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓光;千腦日布;孫全
• 申請（專利權(quán)）人: 鄂爾多斯市達瑞祥光電科技有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/03
• 代理公司: 21235 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 祝詩洋

本發(fā)明涉及一種Al?B?Co?Mn輕型低熱膨脹合金及其制備方法，其結(jié)構(gòu)通式為Al_x(B_0.4Co_0.3Mn_0.3)_100?x，其中x＝10～20整數(shù)，優(yōu)選的合金組成為Al₁₀B₃₆Co₂₇Mn₂₇、Al₁₅B₃₄Co_25.5Mn_25.5、Al₂₀B₃₂Co₂₄Mn₂₄。本發(fā)明提供的合金主體結(jié)構(gòu)簡單，元素組成特性要求明確，成分設(shè)計簡潔。合金制備的工藝過程要求具體、簡潔，操作簡單。本發(fā)明獲得的低膨脹合金中約50％的成分為B和Al元素，降低了合金的總體質(zhì)量，屬于輕型低膨脹合金，應(yīng)用領(lǐng)域較廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低熱膨脹合金及制備工藝，屬于特殊合金材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低熱膨脹合金是法國物理學(xué)家Guillaume在1898年發(fā)現(xiàn)的Fe₆₅Ni₃₅(成分為原子百分比)合金，這種合金在磁性溫度，即居里點附近熱膨脹系數(shù)顯著減少，出現(xiàn)所謂反常熱膨脹現(xiàn)象；從而可以在室溫附近很寬的溫度范圍內(nèi)，獲得很小的甚至接近零的膨脹系數(shù)。

分析低熱膨脹合金的成分，人們不難發(fā)現(xiàn)，低熱膨脹合金具有特定的成分比例，即明顯的點成分特征，如典型的低熱膨脹合金Fe₆₅Ni₃₅。對低熱膨脹合金的研究表明，低熱膨脹合金與一般合金比較所具有的反常特性，明顯的依賴于面心立方結(jié)構(gòu)與體心立方結(jié)構(gòu)的競爭，這說明低熱膨脹合金應(yīng)存在某種明顯的結(jié)構(gòu)特征。

低熱膨脹合金自從19世紀被發(fā)現(xiàn)以來，人們就被它巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力和所蘊含的豐富的物理內(nèi)容所吸引，使得低熱膨脹合金在種類、性能和應(yīng)用等方面都得到了極大的發(fā)展，廣泛用作精密儀器的材料。在電子器件中也有應(yīng)用，如用于早期的彩色電視機中陰極射線管的遮光板，微波和激光儀器的諧振腔等。低熱膨脹合金加上另一種正常金屬所做成的各種類型的雙金屬也有普遍的應(yīng)用。隨著科技發(fā)展對材料性能要求的不斷提高，輕質(zhì)合金的應(yīng)用越來越來廣泛，而具有低熱膨脹性能的輕質(zhì)合金也受到更多的關(guān)注。因此，研究輕質(zhì)低熱膨脹合金，對在特定溫度下低熱膨脹合金應(yīng)用有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為彌補現(xiàn)有技術(shù)空白，本發(fā)明提供一種輕質(zhì)低熱膨脹合金及制備方法，該合金在環(huán)境溫度低于130℃以下熱膨脹變化幾乎為零，可以作為此溫度范圍內(nèi)的低熱膨脹合金使用，由于成分中B和Al的含量占46-52％(原子百分比)，使合金的總體質(zhì)量大大降低，可以作為輕型低熱膨脹合金使用。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種輕型低熱膨脹合金，其結(jié)構(gòu)通式為Al_x(B_0.4Co_0.3Mn_0.3)_100-x，其中x＝10～20整數(shù)。

優(yōu)選的，所述的輕型低熱膨脹合金為Al₁₀B₃₆Co₂₇Mn₂₇、Al₁₅B₃₄Co_25.5Mn_25.5、Al₂₀B₃₂Co₂₄Mn₂₄。

本發(fā)明同時請求保護上述合金的制備方法，具體包括以下步驟：

1、按照比例將高純度B和Mn放入真空非自耗電極電弧爐中，放置順序從上到下依次為2/3Mn、B、1/3Mn；用氬氣做為保護氣體，在100A熔煉電流、5A磁攪拌電流作用下熔10～15min，得到BMn母合金；所述的2/3Mn(或1/3Mn)表示占Mn總原子百分比的三分之二(或三分之一)的Mn。