[發明專利]一種含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金、制備方法及其納米晶合金衍生物

有效

• 申請號: 201910897387.8
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN111850431B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 門賀;郭海;霍利山
• 申請（專利權）人: 寧波中科畢普拉斯新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;H01F1/153;H01F41/02
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 沈春紅

1.一種含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金，其特征在于，所述鐵基非晶合金的組分表達式為Fe_aSi_bB_c(Cu_dX_e)M_fM’_g，其中X為Ti、Zr和Hf中的至少一種，M為V、Ta和Nb中的至少一種，M’為Co、Ni、C、P、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb和Mo中的至少一種，a、b、c、d、e、f和g分別表示對應元素的原子百分含量，并滿足：74≤a≤82，8≤b≤15，4≤c≤10，0.5≤d≤1.2，0.4≤e≤1.8，1≤f≤3.5，0≤g≤1，0.8≤e/d≤1.5且a+b+c+d+e+f+g＝100；所述非晶合金是由原子完全無序排列的非晶合金基體和均勻彌散分布于基體中的尺寸為0.5-2nm范圍內的有序原子團簇組成的復合材料，所述有序原子團簇為Cu原子與X原子形成的Cu-X體心立方團簇；所述鐵基非晶合金是先分別熔煉Fe-Si-B-M-M’母合金和Cu-X中間合金，然后將母合金重熔、將中間合金加入到完全熔化的母合金中，待中間合金完全熔化后利用材料制備設備制備而成。

2.根據權利要求1所述的含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金，其特征在于，所述非晶合金的形狀可以為薄帶狀、粉末狀或絲狀。

3.一種權利要求1-2任一權利要求所述的含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)配料：按照合金組分表達式中Cu和X的比例，稱取純Cu和純X金屬，配制Cu-X中間合金的原料；按照合金組分中剩余元素：Fe、Si、B、M和M’元素的比例，稱取其它各種原料，配制Fe-Si-B-M-M’合金的原料；

(2)熔煉Fe-Si-B-M-M’母合金：將步驟(1)中配好的Fe-Si-B-M-M’合金的原料熔煉均勻并除渣，然后將熔煉好的合金液冷卻，獲得成分均勻的Fe-Si-B-M-M’母合金錠；

(3)熔煉Cu-X中間合金：將步驟(1)中配好的Cu-X中間合金的原料熔煉均勻并除渣，然后將熔煉好的Cu-X中間合金液冷卻，獲得成分均勻的Cu-X中間合金錠；

(4)制備非晶合金材料：根據合金的組分表達式中各種元素的含量，稱取適量步驟(2)中制得的Fe-Si-B-M-M’母合金錠和步驟(3)中制備的Cu-X中間合金錠；先將稱取的母合金錠在帶材、粉末或絲材制備設備上重熔，待母合金完全熔化后，保溫5min以上；之后將稱取的Cu-X中間合金錠加入到熔化的母合金中，待中間合金完全熔化后，即利用材料制備設備將合金液制備成非晶合金帶材，或者非晶合金粉末，或者非晶合金絲材，得到含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金。

4.一種權利要求1-2任一權利要求所述的含亞納米尺度有序團簇的鐵基非晶合金制備的納米晶合金衍生物，其特征在于，該納米晶合金衍生物的組分表達式為Fe_aSi_bB_c(Cu_dX_e)M_fM’_g，其中X為Ti、Zr和Hf中的至少一種，M為V、Ta和Nb中的至少一種，M’為Co、Ni、C、P、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb和Mo中的至少一種，a、b、c、d、e、f和g分別表示對應元素的原子百分含量，并滿足：74≤a≤82，8≤b≤15，4≤c≤10，0.5≤d≤1.2，0.4≤e≤1.8，1≤f≤3.5，0≤g≤1，0.8≤e/d≤1.5且a+b+c+d+e+f+g＝100；所述納米晶合金衍生物是由非晶態的合金基體和均勻分布于基體中的尺寸為6-16nm范圍的α-Fe晶粒所組成的復合材料。

5.根據權利要求4所述的納米晶合金衍生物，其特征在于，所述納米晶合金衍生物的形狀為薄帶狀、粉末狀或絲狀。