一种非晶合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非晶合金及其制备方法。该非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf；其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。该非晶合金既可以提高临界尺寸，又可以增加抑菌效果。

【技术实现步骤摘要】
一种非晶合金及其制备方法
本专利技术涉及一种非晶合金及其制备方法，具体地，涉及一种具有大临界尺寸和抑菌功能的锆基非晶合金及其制备方法。
技术介绍
传统的抗菌材料分为天然生物型、有机型和无机型。壳聚糖是最主要的天然生物抗菌剂，但其商业化应用受制于其生产工艺水平，难以推广应用。许多有机抗菌剂已经在杀菌、防腐、防霉等领域大量应用，具有高效、耐久等特点，但存在生物安全性问题，具有耐热性差、易水解等缺点。无机抗菌材料大体分为两种，即金属和光催化剂，大多数金属离子都具有抗菌作用。综合考虑杀菌性能和人体安全性，银、铜和锌为最合适的金属抗菌材料。但该类金属中，银过于贵重，很难直接采用；铜和锌，综合机械性能和耐腐蚀性难于满足一些高要求的应用场合，如消费电子类产品的机构件等。对于光催化剂类，主要为TiO2，它能够使细菌、霉菌、病毒甚至癌细胞失活，但悬浊液颗粒催化剂的后分离是该材料的一个主要缺陷。因此，需要开发一种既具有优异机械性能又具有抗菌作用的合金材料，将会极大地丰富抗菌材料的选择。非晶合金由于特殊的组织结构，使其具有高强度、高硬度、耐腐蚀等优异的材料特性。因此，非晶合金正逐渐应用于消费电子、军工、医疗器械、化工、体育器材等领域，是一种具有潜在商业应用价值的新型材料。将非晶合金改进以具有抑菌效果，无疑将扩大该新型材料的应用领域，也可以增加抗菌材料的选择。但是由于非晶合金自身的特殊要求，仅简单地在非晶合金组成中加入具有抗菌效果的金属并不能得到具有真正应用意义的非晶合金，还需要制备的非晶合金具有大的临界尺寸。因此需要提供一种既具有大临界尺寸又有优异抑菌效果，且适合大规模工业化制造的非晶合金。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了获得既具有大临界尺寸又有优异抑菌效果，且适合大规模工业化制造的非晶合金，提供了一种非晶合金及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种非晶合金，其中，该非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf；其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。本专利技术还提供一种制备非晶合金的方法，该方法包括在惰性气体保护下或真空条件下，将非晶合金的原料进行熔炼并冷却成型，其中，所述非晶合金的原料包括Zr、Hf、Cu、Al、M、Ag和RE，由所述非晶合金的原料形成的非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf，其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。本专利技术提供的非晶合金的组成中，加入的Ag为特定量，并且Zr与Hf以特定比例组合，既可以提高非晶合金的临界尺寸，又可以增加非晶合金的抑菌效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种非晶合金，其中，该非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf；其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。根据本专利技术，在所述非晶合金的组成中，将适量的Ag以及以特定比例结合的Zr与Hf相组合，可以增强非晶合金的抑菌效果且有可以获得大尺寸非晶合金。更优选地，将适量的Ag、Cu以及以特定比例结合的Zr与Hf相组合，有更好的抑菌效果同时非晶合金可以有更大的临界尺寸。其中元素Ag过量会影响非晶合金的非晶形成能力，同时也增加合金的成本。本专利技术中，选择所述非晶合金中Ag的原子百分数为大于0且3%以下。本专利技术中，通过元素Hf与Zr以特定比例结合，将元素Hf引入所述非晶合金中，没有引起所述非晶合金的非晶形成能力的降低，并且可以允许使用工业级的锆金属，可以降低工业化生产成本。根据本专利技术，可以加入适量的稀土元素，所述非晶合金中可以允许存在少量的杂质元素，优选情况下，所述RE为Y。其中，稀土元素在所述非晶合金中的原子百分数优选为2%以下。根据本专利技术，可以允许所述非晶合金中存在少量杂质，优选情况下，以所述非晶合金的总量为基准，所述非晶合金中金属杂质元素的原子百分数为2%以下，非金属杂质元素的原子百分数为1%以下。根据本专利技术的优选实施方式，优选情况下，所述非晶合金的组成为：(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu29Al10Co5Fe2Ag1Y1、(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu29Al10Co4Fe2Ag2.5Y0.5、(Zr0.9918Hf0.0082)61Cu20Al10Co4Fe2Ag2.5Y0.5或(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu27Al10Co6Fe1Nb1Ti1Ag1Y1。本专利技术中，所述锆基非晶合金组成中，当M为一种元素时，d表示该元素在所述锆基非晶合金中对应的原子百分数。当M选自2种以上的元素时，d表示M选择的每种元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数之和，如(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu27Al10Co6Fe1Nb1Ti1Ag1Y1，其中M选自Co、Fe、Nb和Ti，d为Co、Fe、Nb和Ti在锆基非晶合金中分别对应的原子百分数6、1、1和1的和，即d=6+1+1+1=9。根据本专利技术，所述非晶合金不仅有更好的抑菌效果而且同时具有更大的临界尺寸，优选情况下，所述非晶合金的临界尺寸为5mm以上；优选地，所述非晶合金的临界尺寸为5-15mm。本专利技术还提供了一种制备非晶合金的方法，该方法包括在惰性气体保护下或真空条件下，将非晶合金原料进行熔炼并冷却成型，其中，所述非晶合金原料包括Zr、Hf、Cu、Al、M、Ag和RE，由所述非晶合金原料形成的非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf，其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。根据本专利技术，优选情况下，优选所述RE为Y。根据本专利技术，所述非晶合金的原料可以选用低纯度的非晶合金的原材料进行所述非晶合金的生产制造，优选情况下，所述原料的纯度可以为97重量%以上。如锆材可以选用工业级的海绵锆，锆铪纯度可以为99.4重量%以上。而提供Cu、Al和M金属的原材料可以采用纯度为99重量%以上的工业级金属原材料。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶合金，其特征在于，该非晶合金的组成为：(Zr1‑xHfx)aCubAlcMdAgeREf；其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金，其特征在于，该非晶合金的组成为：(Zr1-xHfx)aCubAlcMdAgeREf；其中，M选自Fe、Co、Mn、Ti和Nb中的至少一种；RE为稀土元素中的至少一种；a、b、c、d、e和f为各元素在该锆基非晶合金中对应的原子百分数，分别为：40≤a≤70，15≤b≤35，5≤c≤15，3≤d≤15，0＜e≤3，0＜f≤2；Zr与Hf间的原子摩尔比满足0＜x＜0.02。2.根据权利要求1所述的非晶合金，其中，所述RE为Y。3.根据权利要求2所述的非晶合金，其中，所述非晶合金的组成为：(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu29Al10Co5Fe2Ag1Y1、(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu29Al10Co4Fe2Ag2.5Y0.5、(Zr0.9918Hf0.0082)61Cu20Al10Co4Fe2Ag2.5Y0.5或(Zr0.9904Hf0.0096)52Cu27Al10Co6Fe1Nb1Ti1Ag1Y1。4.根据权利要求1或2所述的非晶合金，其中，以所述非晶合金的总量为基准，所述非晶合金中金属杂质元素的原子百分数为2％以下，非金属杂质元素的原子百分数为1％以下。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法亮，张春萌，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44