一种锆基非晶材料及其制备方法技术

技术编号：41309639 阅读：3 留言：0更新日期：2024-05-13 14:53

本发明专利技术公开了一种锆基非晶材料及其制备方法，所述锆基非晶材料的原子表达式为：(Zr<subgt;100‑a‑b‑c</subgt;Ti<subgt;a</subgt;Cu<subgt;b</subgt;Al<subgt;c</subgt;)<subgt;100‑d</subgt;R<subgt;d</subgt;，R为稀土元素；原子百分比表达通式中，1≤a≤10，5≤b≤30，1≤c≤20，0<d≤10。与现有技术相比，本发明专利技术提供的锆基非晶材料通过添加稀土元素增加了合金的非晶形成能力，该锆基非晶合金在1000℃到1500℃范围内压铸成型能力好，能够适应多种外形的压铸。该锆基非晶合金拥有大于1600Mpa的抗压强度，并且能够形成8mm以上的棒状非晶合金试样。该锆基非晶合金的熔点低于1000℃拥有良好的铸造性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料，尤其涉及一种锆基非晶材料及其制备方法。

技术介绍

1、非晶态合金，因其微观原子排列结构具有长程无序、短程有序的特征，与传统晶态合金相比，内部没有晶界、位错等晶体缺陷，这种特殊的微观结构使其具有一系列独特的力学、物理以及化学性能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、易脆化等。但是，在工业生产中，受限与锆基非晶材料的非晶形成能力，不能做出大尺寸的非晶合金产品。

2、因此，现有技术还有待于进一步的提升和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锆基非晶材料及其制备方法，旨在解决现有锆基非晶材料不能做出大尺寸非晶合金产品的问题。

2、第一方面，一种锆基非晶材料，其中，所述锆基非晶材料的原子表达式为：(zr100-a-b-ctiacubalc)100-drd，r为稀土元素；原子百分比表达通式中，1≤a≤10，5≤b≤30，1≤c≤20，0<d≤10。

3、以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。

4、作为优选的技术方案，所述的锆基非晶材料，其中，所述r选自镝元素、钆元素、铈元素、镧元素和钇元素中的至少一种。

5、作为优选的技术方案，所述的锆基非晶材料，其中，所述锆基非晶材料的硬度大于450hv。

6、作为优选的技术方案，所述的锆基非晶材料，其中，所述锆基非晶材料的强度大于1600mpa。

7、作为优选的技术方案，所述的锆基非晶材料，其中，所述锆基非晶材料的原子表达式为(zr61ti2cu25al12)99.5dy0.5，经过换算后为zr60.695ti1.99cu24.875al11.940dy0.5。

8、第二方面，一种锆基非晶材料的制备方法，其中，包括如下步骤：

9、依据权利要求1所述的锆基非晶材料锆基非晶材料的原子表达式，按照原子百分比换算成质量百分比称取所述原子表达式中的金属原料；

10、将称取得到的所述金属原料进行真空感应熔炼，冷却浇注得到铸锭；

11、对所述铸锭进行铸造成型，得到锆基非晶合金。

12、作为优选的技术方案，所述的制备方法，其中，所述铸造成型方式包括：铜模吸铸、压铸、喷铸和浇铸。

13、作为优选的技术方案，所述的制备方法，其中，所述熔炼包括：电弧熔炼、感应熔炼和电阻炉熔炼。

14、作为优选的技术方案，所述的制备方法，其中，所述将称取得到的所述金属原料进行熔炼，冷却浇注得到铸锭，具体包括：

15、将已称重的金属原料置于熔炉中并抽真空；

16、向所述熔炉中充入惰性气体，控制所述熔炉中的含氧量；

17、在惰性气体保护下进行熔炼，冷却浇注得到铸锭。

18、有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的锆基非晶材料通过添加稀土元素增加了合金的非晶形成能力，该锆基非晶合金在1000℃到1500℃范围内压铸成型能力好，能够适应多种外形的压铸。该锆基非晶合金拥有大于1600mpa的抗压强度，并且能够形成8mm以上的棒状非晶合金试样。该锆基非晶合金的熔点低于1000℃拥有良好的铸造性能。

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【技术保护点】

1.一种锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的原子表达式为：(Zr100-a-b-cTiaCubAlc)100-dRd，R为稀土元素；原子百分比表达通式中，1≤a≤10，5≤b≤30，1≤c≤20，0<d≤10。

2.根据权利要求1所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述R选自镝元素、钆元素、铈元素、镧元素和钇元素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的硬度大于450HV。

4.根据权利要求3所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的强度大于1600Mpa。

5.根据权利要求1所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的原子表达式为Zr60.695Ti1.99Cu24.875Al11.940Dy0.5。

6.一种锆基非晶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铸造成型方式包括：铜模吸铸、压铸、喷铸和浇铸。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼包括：电弧熔炼、感应熔炼和电阻炉熔炼。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述将称取得到的所述金属原料进行熔炼，冷却浇注得到铸锭，具体包括：

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【技术特征摘要】

1.一种锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的原子表达式为：(zr100-a-b-ctiacubalc)100-drd，r为稀土元素；原子百分比表达通式中，1≤a≤10，5≤b≤30，1≤c≤20，0<d≤10。

2.根据权利要求1所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述r选自镝元素、钆元素、铈元素、镧元素和钇元素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的硬度大于450hv。

4.根据权利要求3所述的锆基非晶材料，其特征在于，所述锆基非晶材料的强度大于1600mpa。

【专利技术属性】
技术研发人员：孙保安，李林，那慧康，寇生中，任亚男，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：

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