[發明專利]具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810513640.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108504965A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 沈寶龍;楊嫻;崔志強;薛琳;江沐風;江向榮
• 申請（專利權）人: 東南大學;朗峰新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;C22C1/03
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，其分子式為：Fe_48-xCo_xCr₁₅Mo₁₄C_yB_21-yRE₂，其中1≤x≤7，3≤y≤17，x和y分別表示Co和C的原子百分比，RE為稀土元素。

2.根據權利要求1所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，RE為Tb、Dy、Ho、Er或Tm中的一種。

3.根據權利要求1所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，所述鐵基塊體非晶合金結構為完全非晶態結構，臨界直徑為1-8mm。

4.根據權利要求1所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，其玻璃化轉變溫度T_g為845-891K，晶化溫度T_x為906-953K。

5.根據權利要求1所述的一種具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，其在2-60K溫度區間內具有明顯自旋玻璃行為。

6.根據權利要求1所述的一種具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金，其特征在于，所述鐵基塊體非晶合金的直流磁化曲線中的零場冷曲線和場冷曲線有明顯的分叉行為，凍結溫度T_f為8.0-20.5K，并且交流磁化曲線中磁化率呈現尖峰狀，且隨著頻率的增加，峰形逐漸變得圓滑。

7.如權利要求1所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據分子式的原子百分比將純度不低于99wt.％的Fe、Co、Cr、Mo、Mo₃C、FeC、C、B、Tb、Dy、Ho、Er和Tm混合；

(2)將混合的原料置于電弧熔煉爐中，在惰性氣氛保護下進行熔煉，熔煉溫度為1000-1300℃，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠；

(3)將母合金鑄錠去除表面雜質清潔后破碎為小塊，將小塊合金錠裝入開口的石英管后放入銅模鑄造設備的感應線圈中，真空度低于9×10^-3Pa后充入惰性氣體，采用感應熔煉將合金塊熔化，熔融的合金液體噴入銅模中，即得具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金。

8.根據權利要求7所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝后關閉腔體，真空度至5×10^-3Pa以下后充入惰性氣體，氣壓為3-7×10⁴Pa進行熔煉，原料熔化后持續熔煉3-10分鐘后停止加熱讓合金隨坩堝冷卻至凝固將其翻轉，反復熔煉3-6次，得到成分均勻的合金錠。

9.根據權利要求7所述的具有明顯自旋玻璃行為的鐵基塊體非晶合金的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，石英管為口徑為0.8-1.3mm的石英管，銅模鑄造設備腔體內外氣壓差為0.02-0.03MPa，感應熔煉時采用逐步增加電流強度將小塊合金錠熔化成合金熔液。