[發明專利]仿金合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111456050.7
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN113862584B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 譚志
• 申請（專利權）人: 武漢中維創發工業研究院有限公司
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C23C14/18;C23C14/20;C23C14/35
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黎金娣

本發明涉及一種仿金合金及其制備方法和應用。該仿金合金的化學式為Zr_xSi_yNi_zCu_1?x?y?z，x、y和z為原子百分比，0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05，其為非晶結構，能形成四相合金，這主要是由于Zr、Si、Ni和Cu的原子半徑非常接近，在生長過程中有利于其呈合金化生長。并且，在生長過程中，Zr與Cu，Ni與Cu，Zr與Si易形成較強的金屬鍵，導致粉末結構為類非晶態，形成了致密的內部結構，進而提升了其的耐腐蝕性能。另外，摻雜少量的Ni和Si有利于提升合金的硬度以及結構穩定性，進而提升了粉料在球磨或砂磨過程中的顆粒規則性。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，特別是涉及一種仿金合金及其制備方法和應用。

背景技術

金屬納米粉末由于其優異的物理、化學特性以及金屬色澤表征，是玻璃及塑料裝飾領域重要的加工材料。仿金色裝飾納米粉因其顏色表征類似于黃金（Au），一直受到市場追捧，但由于金粉造價成本昂貴，同時金質地較軟，在砂磨過程中易與陶粒粘附，導致純金納米粉形貌表征一致性較差，業界普遍使用銅（Cu）納米粉來代替純金納米粉，但因為銅的化學特性，易與潮濕空氣發生反應，導致其耐腐蝕性較差，同時銅的硬度也較差，也會影響其納米粉形貌一致性，極大地限制了了仿金納米粉的工業化及商業應用。

目前，已報道一種仿金色鍵合合金絲及其制備方法，其仿金色鍵合合金絲，包括銀（Ag）65wt%-80wt%，銅17wt%-32wt%，銦（In）0.5wt%-2wt%和鈀（Pd）0.5wt%-1wt%，該鍵合合金絲以銀為基礎，添加一定比例的銅、鈀、銦，得到仿金色的鍵合合金絲。因原材料中不含黃金，所以原料成本相對來說可大幅度降低低，約為傳統金絲的1/20。且其機械性能優良，可滿足在常規條件下焊接技術要求，可大大降低LED及IC 封裝的制造成本，可替代傳統的金線產品應用于集成電路、大規模集成電路 微型化、分立器件和LED等封裝。同時，該鍵合合金絲可獲得完美的仿金色，可滿足客戶對鍵合合金絲的顏色有仿金色的需求。

可見，通過合金摻雜方式可以達到仿金效果的同時，也可提高Cu合金的機械性能，如上仿金色鍵合合金絲使用Ag、In、Pd等不易氧化的金屬進行摻雜，可以提升銅合金的耐腐蝕性能，但由于Ag、In、Pd均為貴金屬，這就導致此類合金制造成本依然較高，且其制造的合金硬度較低，在納米粉制造砂磨工序中，易產生不規則形變，導致此類工藝不易應用于納米粉工業化量產中。

可見，如何降低仿金合金成本，同時提高仿金合金的綜合性能，一直困擾著相關研究人員。

發明內容

基于此，本發明提供了一種兼具優異仿金色澤、高硬度和優異耐腐蝕性，且制造成本低的仿金合金，另外還提供了該仿金合金的制備方法和應用。

技術方案如下：

一種仿金合金，其化學式為Zr_xSi_yNi_zCu_1-x-y-z，x、y和z滿足：x、y和z為原子百分比，0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05。

在其中一個實施例中，x、y和z滿足：0.05≤x≤0.10，0.02≤y≤0.05，0.02≤z≤0.05。

本發明還提供一種仿金合金的制備方法，其是通過物理氣相沉積的方式制備仿金合金；

所述仿金合金的化學式為Zr_xSi_yNi_zCu_1-x-y-z，x、y和z為原子百分比，x、y和z滿足：0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05。

在其中一個實施例中，所述物理氣相沉積的方式為真空蒸鍍、磁控濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜和分子束外延中的至少一種。