含锡的非晶合金制造技术

一个实施方案提供了一种组合物，该组合物包含：至少部分为非晶并且由化学式：(Zr,Ti)aMbNcSnd表示的合金，其中：M为至少一种过渡金属元素；N为Al、Be或两者；a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且a为约30-70，b为约25-60，c为约5-30，并且d为约0.1-5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含锡的非晶合金相关申请本申请要求2010年6月14日提交的美国临时申请序号No. 61/354，620的优先权，通过引用以其全文并入本文。通过引用将本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请以其全文并入本文。
技术介绍
在很多合金体系中发现了块体凝固的非晶合金组合物。通常通过将熔化的合金从高于熔体温度淬火到室温来制备这些材料。通常，使用105°c /秒或更低的冷却速率来获得非晶组织。直到九十年代早期，常规非晶合金的可加工性能是非常有限的，并且常规非晶合金仅以粉末形式或以非常薄的箔材或具有小于100微米的临界尺寸的带材形式容易获得。在九十年代早期，开发了新型的Zr基和Ti基的非晶合金；这些合金具有小于103°C /秒的临界冷却速率，并且在一些情况下低至10°C /秒，比到那时为止发现的可对比的合金体系低得多。块体凝固的非晶合金具有非常高的强度、高比强度、高弹性应变极限和其它工程性质的与众不同的组合。非晶合金和它们的原位复合物通常需要高纯度组分元素来获得优化的机械和热性质。然而，对高纯度元素的需求限制了合金可经受重熔和回收步骤的次数。这不仅增加了制造成本，而且还增加了与这种制造相关的废物和环境污染。因此，需要开发新型的工程合金，其展现相同的热和机械性质(例如高屈服强度、闻硬度、闻延展性和朝性)，还具有减少的制造成本和环境影响
技术实现思路
—个实施方案提供了一种组合物，该组合物包含至少部分为非晶并且由化学式(Zr, Ti)aMbNeSnd表不的合金,其中M为至少一种过渡金属兀素；N为Al、Be或两者；a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且a为约30-70，b为约25-60，c为约5_30，并且d为约 O. 1-5。另一个实施方案提供了一种制备合金的方法，其包括提供在高于合金的玻璃化转变温度Tg的第一温度下的合金熔化混合物，该混合物包含元素Q、M、N、Sn ;将该混合物淬火到低于Tg的第二温度以形成至少部分为非晶并且由化学式=(ZrJi)aMbNeSnd表示的合金，其中Q为Zr、Ti或两者；M为至少一种过渡金属元素；N为Al、Be或两者；a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且a为约30-70，b为约25-60，c为约5_30，并且d为约O.1-5。一个作为替代的实施方案提供了一种组合物，其包含由化学式QaMbNeSnd表示的非晶合金，其中Q为Zr、Ti或两者；M为至少一种过渡金属元素；N为Al、Be或两者；a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且a为约30-70，b为约25-60，c为约5_30，并且d为约O. 1-5 ;并且其中用包含在99%或更低的纯度水平下的Q的混合物制备该合金。一个实施方案提供了非晶合金或在非晶合金基体中包含延展性的晶态金属粒料的合金复合金属；其中合金例如可包含锡。另一个实施方案提供了非晶合金和/或它们具有在其中添加少量Sn的原位复合物，其中合金或复合物可用低纯度组分元素制备。在一个实施方案中，将约O. 5-4. 5原子％的锡添加至非晶合金或原位复合非晶合金。另一个实施方案提供了非晶合金和/或在包含一定浓度锡的非晶金属基体中包含延展性的晶态金属颗粒的复合金属。还提供了通过添加锡改善包含低纯度材料的非晶合金的可加工性而不降低非晶合金的机械和热性质的方法。附图说明图1显不了在一个实施方案中具有不同Sn含量的一系列非晶合金的DSC曲线。具体实施例方式相本文中的术语“相”可以意指在热动力学相图中可发现的相。相是在其中材料所有的物理性质基本上是均匀的空间(例如热动力学体系)区域。物理性质的例子包括密度、折射率、化学组成和晶格周期性。相的简单描述是化学上均匀、物理上独特并且机械可分离的材料区域。例如，在玻璃罐子中由冰和水组成的体系中，方冰块是一种相，水是第二相，并且水上方的潮湿空气是第三相。罐子玻璃是另一种单独的相。相可意指固溶体，其可为二元、三元、四元或更多元的溶体或化合物,如金属间化合物。作为另一个实例，非晶相区别于晶态相。如下面将讨论的，“晶态相”可由至少一种晶体的存在表征。 金属、过渡金属和非金属术语“金属”意指电正性的化学元素。本说明书中的术语“元素”通常意指在元素周期表中可找到的元素。物理上，处于基态的金属原子包含具有接近于已占据态的空态的部分填充带。术语“过渡金属”是元素周期表中3-12族中的任何金属元素，其具有不完整的内电子层并且充当一系列元素中最多和最少电正性的过渡连接。过渡金属的特征是多种化合价、着色的化合物和形成稳定的络合离子的能力。术语“非金属”意指不具有丢失电子并形成正离子能力的化学元素。取决于应用，可使用任何合适的非金属元素或其组合。该合金组合物可包含多种非金属元素，例如至少两种、至少三种、至少四种或更多种的非金属元素。非金属元素可为元素周期表中13-17族中发现的任何元素。例如，非金属元素可为F、Cl、Br、1、At、O、S、Se、Te、Po、N、P、As、Sb、C、S1、Ge和B中的任一种。一个实施方案中的非金属兀素还可意指后过渡金属元素，其有时称为“贫金属(poor metal)”。这些元素可包括12-15族的一些元素，包括211、0(1、取、6&、111、1'1、511、？13和祀。有时，非金属元素还可意指13-17族中的一些类金属(例如B、S1、Ge、As、Sb、Te和Po)。在一个实施方案中，非金属兀素可包括B、S1、C、P或其组合。因此，例如所述合金组合物包含硼化物、碳化物或两者。过渡金属元素可为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钥、锝、钌、铑、钮、银、镉、铪、钽、鹤、铼、锇、铱、钼、金、萊、104号兀素、105号兀素、106号兀素、107号兀素、108号兀素、109号兀素、110号兀素、111号兀素、112号兀素中的任何一种。在一个实施方案中，包含过渡金属元素的 BMG 可具有 Sc、Y、La、Ac、T1、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、N1、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd 和 Hg 中的至少一种。取决于应用，可使用任何合适的过渡金属元素或其组合。所述合金组合物可包含多种过渡金属元素，例如至少两种、至少三种、至少四种或更多种的过渡金属元素。目前描述的合金或合金“样品”或“试样”合金可具有任何形状或尺寸。例如，该合金可具有粒料的形状，其可具有例如球形、椭球形、线形、杆形、板形、薄片形的形状或不规则的形状。在使用超声处理的一个实施方案中，合金样品可具有平行六面体的形状。该粒料可具有任何合适的尺寸。例如，其可具有约I微米-约100微米、如约5微米-约80微米、如约10微米-约60微米、如约15微米-约50微米、如约15微米-约45微米、如约20微米-约40微米、如约25微米-约35微米的平均直径。例如，在一个实施方案中，粒料的平均直径为约25微米-约44微米。在一些实施方案中，可使用较小的粒料如处于纳米范围内的粒料或较大的粒料如大于100微米的粒料。合金样品或试样可为大得多的尺寸。例如，其可为块体结构部件，例如铸锭、电子装置的外壳/壳体或甚至具有毫米、厘米或米范围内尺寸的结构部件的一部分。固溶体术语“固溶体”意指固体形式的溶体。术语“溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.14 US 61/354,6201.一种组合物，包含 合金，其为至少部分非晶并且由化学式(Zr，Ti) ANcSnd表示 其中 M为至少一种过渡金属元素； N为Al、Be或两者； a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且 a为约30-70，b为约25-60，c为约5-30,并且d为约O. 1-5。2.权利要求1的组合物，其中合金为至少基本上非晶的。3.权利要求1的组合物，其中合金还包含大于或等于约200ppm的氧含量。4.权利要求1的组合物，其中化学式为ZraMbNeSrv5.权利要求1的组合物，其中化学式为TiaMbNeSrv6.权利要求1的组合物，其中M为N1、Co、Cu、T1、Nb、V、Ta、Mo、W或其组合。7.权利要求1的组合物，其中M为N1、Cu或两者；并且N为Al。8.权利要求1的组合物，其中M为N1、Cu或两者；并且N为Be。9.权利要求1的组合物，其中M为T1、Cu、Nb、N1、Co、V、Ta、Cu、Mo或其组合；并且N为Be。10.权利要求1的组合物，其中M为Zr和V的组合，并且N为Be。11.一种制备合金的方法，其包括 提供在高于合金的玻璃化转变温度Tg的第一温度下的合金的熔化混合物，该混合物包含元素Q、M、N、Sn ； 将混合物淬火到低于Tg的第二温度以形成至少部分为非晶并且由化学式(Zr，Ti)aMbNcSnd表不的合金其中 Q为Zr、Ti或两者； M为至少一种过渡金属元素； N为Al、Be或两者； a、b、c和d每个独立地表示原子百分比；并且 a为约30-70，b为约...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·金，T·A·瓦纽克，Q·T·帕姆，
申请(专利权)人：科卢斯博知识产权有限公司，
类型：
国别省市：