[發明專利]一種高形成能的Ni基大塊非晶及其制備方法

有效

• 申請號: 202010572448.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111621724B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 曾宇喬;毛宇軒;張旭海;崔鵬;呂宙;蔣建清
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C45/04
• 分類號: C22C45/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張華蒙

本發明公開了一種高形成能的Ni基大塊非晶，屬于非晶合金技術領域，其包括以下組分：Ni含量為60～70at％，Pd含量為10～20at％，Si含量為2～4at％，B含量為2～6at％，P為10～16at％。本發明還公開了其制備方法，在該成分區間，材料表現出高的非晶形成能，可制備出直徑為25mm的非晶棒材，且非晶同時表現出良好的壓縮強度和壓縮塑形變形能力。

技術領域

本發明屬于非晶合金技術領域，具體涉及一種高形成能的Ni基大塊非晶及其制備方法。

背景技術

非晶態金屬由于在原子尺度上具有長程無序的狀態，而顯示出優于相應晶態金屬的機械，磁學及催化性能。

但大部分非晶態金屬形成體系都具有非常有限的非晶形成能，給非晶金屬的工業應用設置了巨大障礙。

目前，僅Pd基、Zr基金屬玻璃等少量體系有形成能在25mm及以上的報道，但這些體系中需要使用大量貴金屬或稀有金屬。

以Pd-Ni-P體系為例，當Ni含量為40at％時，可以形成直徑為25mm的非晶，但當Ni含量為60at％或以上時，無法獲得6mm及以上尺寸的大塊非晶。

發明內容

發明目的：本發明提出一種高形成能的Ni基大塊非晶，本發明還公開了其制備方法，制備出的Ni基合金形成能高，臨界尺寸可達25mm，遠高于其它Ni基非晶。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種高形成能的Ni基大塊非晶，其包括以下組分：Ni含量為60～70at％，Pd含量為10～20at％，Si含量為2～4at％，B含量為2～6at％，P為10～16at％。

進一步地，所述的高形成能的Ni基大塊非晶的制備方法，包括如下步驟：

1)制備母合金，其中中Ni含量為60～70at％，Pd含量為10～20at％，Si含量為2～4at％，B含量為2～6at％，P含量為10～16at％。

2)將母合金在純度99.99％B₂O₃中反復熔融加熱-冷卻直至B₂O₃在熔融過程中無氣泡產生；

3)步驟2)制備出的母合金通過熔融后水淬制備出Ni基大塊非晶，或采用熔融后噴鑄出Ni基大塊非晶。

進一步地，步驟1)中，所述的制備母合金是將純度99.7％Ni₃P，99.99％Pd，99.99％Si，99.99％B和99.5％Ni，按Ni、Pd、Si、B、P原子比60～70:10～20:2～4:2～6:10～16混合熔煉，獲得母合金。

進一步地，步驟2)中，所述的反復熔融加熱-冷卻次數為2-10次。

進一步地，步驟2)中，所述的加熱的溫度在450℃以上，直至B₂O₃融化。加熱和冷卻速度任意。

進一步地，步驟3)中，所述的母合金通過熔融后水淬制備出直徑為25mm的Ni基大塊非晶，或采用熔融后噴鑄出直徑為8mm的Ni基大塊非晶。

有益效果：與現有技術相比，本發明的一種高形成能的Ni基大塊非晶，合金形成能高，臨界尺寸可達25mm，遠高于其它Ni基非晶；該成分配方獲得Ni基非晶壓縮強度高于2200MPa，同時具有高塑形形變能力，優于其它Ni基非晶；本發明的高形成能的Ni基大塊非晶方法簡單，易于實施和推廣。

附圖說明

圖1為Ni基非晶高分辨透射電子顯微鏡圖及電子束選區衍射插圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施實例對本發明進一步說明。