[發(fā)明專利]無鎳無鈹無銅高非晶形成能力的鋯基塊體非晶合金及制備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811360928.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN109207872B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂昭平;劉廣來;吳淵;王輝;劉雄軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C45/10
• 分類號(hào): C22C45/10
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種無鎳無鈹無銅高非晶形成能力的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，所述非晶合金成分原子百分比表達(dá)式為：Zr_aCo_bAl_cAg_dM_e，其中53≤a≤55，20≤b≤23，10≤c≤15，3≤d≤9，M為Nb或Hf，2≤e≤8，且需滿足30≤b+c≤36，a+b+c+d+e＝100。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，該非晶合金的原子百分比表達(dá)式為Zr₅₅Co₂₀Al₁₅Ag_dM_e，其中3≤d≤9，M為Nb或者Hf，2≤e≤8，且b+c+d+e＝45。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，該非晶合金的原子百分比表達(dá)式為Zr₅₅Co₂₃Al₁₀Ag_dM_e，其中3≤d≤9，M為Nb或者Hf，2≤e≤8，且b+c+d+e＝45。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，M為Nb元素，a＝55，b＝21，c＝15，d＝6，e＝3，Zr₅₅Co₂₁Al₁₅Ag₆Nb₃；鋯基塊體非晶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3％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，M為Nb元素，a＝55，b＝20，c＝15，d＝8，e＝2，Zr₅₄Co₂₂Al₁₅Ag₈Nb₂；鋯基塊體非晶合金能夠形成大塊非晶的臨界尺寸不小于10mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，M為Nb元素，a＝55，b＝23，c＝10，d＝9，e＝3，Zr₅₅Co₂₃Al₁₀Ag₉Nb₃；鋯基塊體非晶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3％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋯基塊體非晶合金，其特征在于，M為Hf元素，a＝53，b＝20，c＝15，d＝4，e＝8，Zr₅₃Co₂₀Al₁₅Ag₄Hf₈；鋯基塊體非晶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2％。

8.一種制備如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的鋯基塊體非晶合金的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1)設(shè)計(jì)成分，按照表達(dá)式的原子比換算成的質(zhì)量分別切取高純度的金屬Zr、Co、Al、Ag、Hf、Nb，各金屬純度均在99.0wt％以上，去除金屬原料表面的氧化皮，并使用無水乙醇進(jìn)行超聲波清洗，備用；

步驟2)將步驟1處理后的金屬原料按熔點(diǎn)高低順序堆放在非自耗真空電弧爐水冷銅坩堝里，然后關(guān)閉爐門對(duì)爐腔抽高真空至3*10^-3Pa以下，接著通入氬氣，并用純鈦進(jìn)行耗氧，然后反復(fù)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鋯基塊體非晶合金。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法制備的鋯基塊體非晶合金尺寸不小于10mm，其斷裂時(shí)塑性應(yīng)變大于2％，最大可達(dá)5％。

10.一種如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的鋯基塊體非晶合金應(yīng)用于生物材料，體育用品和醫(yī)療器件領(lǐng)域。