大块非晶合金成分设计方法技术

技术编号:1794703 阅读:273 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
大块非晶合金成分设计方法属于新材料领域,其特征为:(1)大块非晶的形成要满足等电子浓度和等原子尺寸判据,(2)据此能够准确而定量地设计非晶成分。作为实施实例,在Zr-Al-Ni-Cu体系中,最佳的非晶成分接近Zr↓[63.8]Al↓[11.4]Ni↓[17.2]Cu↓[7.6]。该方法首次提出量化的非晶合金成分判据,具有简单易用、精确可靠、理论基础清晰的特点,能够广泛应用于Zr、Ti、Pd、Al、稀土等各类非晶合金的成分优化和新非晶合金的设计。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于新材料领域。特别涉及到以Zr基合金体系为代表的大块非晶合金成分设计的定量方法及源于此方法的新Zr-Al-Ni-Cu非晶。非晶态金属合金由于其结构的无序性而具有很高的综合力学性能和超常的物化性能。然而由于非晶形成能力的影响,制备该类材料需要较高的冷却速率,一般的临界冷却速率在105K/s。以冷速从高到低为序,常用的急冷技术有熔体雾化、薄膜沉积技术以及铜辊急冷甩带机,材料形态为粉末、薄带等,其应用范围因此受到限制。从90年代初以来,以日本和美国为首,发现了一系列具有大的非晶形成能力的合金成分,其中以Zr基最为易于制得,其临界冷却速率仅在1K/s量级,可以用铜模铸造和水淬等方法制备成块体材料,因此得到广泛关注,被称为大块非晶。代表性的成分有Inoue合金Zr65Al7.5Ni10Cu17.5以及美国Johnson推出的系列Zr-Al-Ni-Cu-Be合金,其中前者的过冷液相区达到已知的最大值,为127K,用铜模铸造可以制成尺寸在厘米量级的非晶棒或板。这些材料已经在高尔夫球杆头、穿甲弹等方面得到实际应用。但是至今为止,非晶合金的成分规律尚无人知晓,无法确切预测非晶成分,也本文档来自技高网...

【技术保护点】
大块非晶合金成分设计方法由等电子浓度和等原子尺寸两项构成,前者指理想非晶合金要满足Nagel-Tauc规则,即费米面与由强衍射所定义的伪布里渊区相切,数学式可表达为k↓[p]≈2k↓[f],其中,k↓[f]是费米球半径,k↓[p]是布里渊区所对应的倒易矢量的长度;后者指理想非晶合金满足确定的均原子半径要求,其数值取决于非晶的近邻结构和组成元素,其特征在于:a)对于Zr基非晶而言,其电子浓度为1.4-1.5范围,其均原子尺寸为0.1496±0.001nm;b)确定理想非 晶的具体实施步骤为:一,将多元体系分解为亚组元体系,二,确定亚组元体系中非晶成分点,三,计算这些非晶成分的平均原...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:董闯王英敏羌建兵陈伟荣
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:91[中国|大连]

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