[發明專利]一種Al-RE-LTM系鋁基非晶合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810402414.5
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108504967A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 張建旗;史鵬忠;張軒昊;那娜;李文文;趙引峰;馮佃臣;王雪梅
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C22C45/08
• 分類號: C22C45/08;C22C1/03
• 代理公司: 深圳市凱達知識產權事務所 44256
• 代理人: 劉大彎

本發明公開了一種Al?RE?LTM系鋁基非晶合金，所述合金包含如下摩爾原子百分比含量的各組分：Al 85?87％，RE 6?8％，LTM 6?8％；所述RE為Ce和Y中的一種或多種的組合；所述LTM為Ni和Co中的一種或多種的組合。本發明還公開了所述Al?RE?LTM系鋁基非晶合金的制備方法。本發明制備的Al?RE?LTM系鋁基非晶合金具有非晶形成能力強的優點，還表現出優異的耐腐蝕性能，適用于船舶涂層材料，同時，本發明工藝簡單，操作便捷，適用于工業化生產，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及非晶材料制備領域，具體是一種Al-RE-LTM系鋁基非晶合金及其制備方法。

背景技術

近年來，鑒于對航空航天、汽車、航海等運載工具的輕質化要求，工業發達國家在研究內容中都傾向于發展比強高、耐蝕性優異的輕質鋁合金。然而相比傳統鋁合金，非晶鋁合金具有高的比強、良好的韌性以及優異的耐腐蝕性能，其中以非晶鋁合金為基體析出的彌散分布的納米Al粒子的非平衡復合結構材料，表現出諸多優異的綜合力學性能。1987年，日本的Inoue研究小組成功獲得了塑性優異的非晶合金系Al-Ni-Si[Inoue A,Bizen Y,Kimura H M,Yamamoto M,Tsai A P,Masumoto T.,J.Mater.Sci.Lett.,1987,(6):811]與Al-Ni-Ge(Al≥at.80％)[Inoue A,Yamamoto M,Kimura HM,Masumoto T,J.Mater.Sci.Lett.,1987,(6):194]。之后Inoue小組先后報道了六種非平衡相組織的鋁合金及其強度值。其中，由成分為Al₈₈Ni₁₉Ce₂Fe₁、組織為玻璃態母體均勻彌散直徑為3-5nm、晶體結構為面心立方的鋁納米顆粒的鋁合金材料，其斷裂強度高達1560MPa，該值是傳統AA2024、AA6065和AA7075鋁合金斷裂強度的3倍。然而，由于鋁基非晶合金的非晶形成能力較弱，利用快速冷卻方法或其他技術如熱擠壓獲得非晶試樣的尺寸較小，遠不能滿足應用需求，同時生產工藝復雜，限制了非晶鋁合金材料的工業化制備與應用。因此，鋁基非晶合金的開發應用具有十分重要的意義，通過進一步尋找和設計具有更高的非晶形成能力的新合金體系，提供一種組分合理、工藝簡單、便于工業化生產的鋁基非晶合金材料及其制備方法，將是拓展鋁基非晶態合金發展的一個重要方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Al-RE-LTM系鋁基非晶合金及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種Al-RE-LTM系鋁基非晶合金，其特征在于，所述合金包含如下摩爾原子百分比含量的各組分：Al 85-87％，RE 6-8％，LTM 6-8％；所述RE為Ce和Y中的一種或多種的組合；所述LTM為Ni和Co中的一種或多種的組合。

作為本發明進一步的方案：所述合金包含如下摩爾原子百分比含量的各組分：Al86％，RE 7％，LTM 7％。

作為本發明再進一步的方案：所述Al、Ce、Y、Ni和Co的純度均≥99.99％。

所述Al-RE-LTM系鋁基非晶合金的制備方法，步驟如下：

1)以純金屬Al、RE和LTM為原料，按所述的摩爾原子百分比含量配料；

2)將步驟1)中所述原料按照密度從小到大的順序依次放入真空感應熔煉爐內，以惰性氣體為保護氣氛，反復熔煉7-9次，直至步驟1)所述原料熔煉均勻，然后在氬氣保護下自然冷卻，制得母合金錠；

3)將步驟2)中得到的母合金錠放入石英管中，以惰性氣體為保護氣氛的條件下，用高頻感應重熔后進行樣品甩帶，即得Al-RE-LTM系鋁基非晶合金。