[發明專利]具有高玻璃形成能力無鎳無鈹鋯基非晶合金及制備和應用

有效

• 申請號: 201811360924.7
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109355602B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 呂昭平;劉廣來;吳淵;王輝;劉雄軍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種具有高玻璃形成能力的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr_aCu_bAl_cCo_dM_e，其中56≤a≤58，23≤b≤27，5≤c≤9，2≤d≤9，1≤e≤3，M為Nb、Hf、Ag、Y、Si或Ge，且需滿足a+b+c+d+e=100。

2.一種具有高玻璃形成能力的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr_aCu_bAl_cCo_dM_e，其中56≤a≤58，23≤b≤27，5≤c≤9，3≤d≤9，1≤e≤3，M為Nb、Hf、Ag、Y、Si或Ge，且需滿足a+b+c+d+e=100。

3.根據權利要求1或2所述的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，當M為Nb元素，a=56，b=26.7，c=7.5，d=6.8，e=3，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr₅₆Cu_26.7Al_7.5Co_6.8Nb₃，合金能夠形成大塊非晶的臨界尺寸不小于10mm，塑性形變不小于5%。

4.根據權利要求1或2所述的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，M為Si元素，a=58，b=23，c=9，d=9，e=1，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr₅₈Cu₂₃Al₉Co₉Si₁，合金能夠形成大塊非晶的臨界尺寸不小于10mm。

5.根據權利要求1或2所述的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，M為Y元素，a=57.3，b=25.7，c=6，d=9，e=2，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr_57.3Cu_25.7Al₆Co₉Y₂，合金能夠形成大塊非晶的臨界尺寸為10mm，塑性形變不小于4%。

6.根據權利要求1或2所述的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，M為Ag元素，a=58，b=27，c=9，d=3，e=3，所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr₅₈Cu₂₇Al₉Co₃Ag₃，合金能夠形成大塊非晶的臨界尺寸不小于為10mm。

7.根據權利要求1所述的無鎳無鈹鋯基非晶合金，其特征在于，M為Si時，a=58%，b=23%，c= 9%，d=9%，e=1% 形成的所述無鎳無鈹鋯基非晶合金成分的原子百分比表達式為：Zr₅₈Cu₂₃Al₉Co₉Si₁臨界尺寸不小于10mm的塊體非晶合金。

8.一種采用電弧熔煉銅模吸鑄的方法制備如權利要求1-7任意一項所述的具有高玻璃形成能力的無鎳無鈹鋯基非晶合金的方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1）按照設計成分的表達式的原子比換算成的質量分別切取高純度的金屬Zr、Cu、Al、Co、Ag、Hf、Nb、Ge、Si，各元素純度均在99.0wt%以上，去除金屬原料表面的氧化皮，并使用無水乙醇進行超聲波清洗，備用；

步驟2）將步驟1處理后的原料按熔點高低順序堆放在非自耗真空電弧爐水冷銅坩堝里，然后關閉爐門對爐腔抽高真空至3*10^-3Pa以下，接著通入氬氣，并用純鈦進行耗氧，然后反復熔煉原料至少5遍，得到熔煉均勻的母合金錠；

步驟3）利用銅模吸鑄法將熔煉好的的鑄錠吸鑄成圓柱形的無鎳無鈹鋯基非晶合金。