專利名稱：一種釹釔基塊狀非晶合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶合金，特別提供了一種釹釔基塊狀非晶合金。
自從1989年首次合成直徑為7mm的La-Al-Cu大塊非晶合金后，大塊非晶的研究迅速引起廣泛的興趣，一方面是由于其在材料科學(xué)研究中的重要性，另一方面是由于其廣泛的應(yīng)用前景。如高的屈服強(qiáng)度、彈性極限及良好的耐蝕能力及較高的斷裂韌性，一些非晶同時(shí)還具有優(yōu)異的磁性能。因此其研究無論從理論上還是應(yīng)用上都具有重大的意義(W.L.Johnson，Bulk Glass-Forming Metallic AlloysScience and Technology，MRS BULLETIN，OCTOBER 1999，P42～P56)。而探討大形成能力的塊狀非晶的成分是當(dāng)今非晶材料研究中的熱點(diǎn)。根據(jù)合金相圖、元素間的混合熱和原子半徑比把不同元素進(jìn)行組合，考察其非晶形成能力，從而設(shè)計(jì)出具有較高形成能力的塊狀非晶合金。94年美國(guó)(Y.He，C.E.Price，S.J.Poon andG.J.Shiflet，F(xiàn)ormation of bulk metallic glasses in neodymium-based alloys，Philosophical Magazine Letters，70(1994)，371-377)和96年日本(A.Inoue，T.Zhang，W.Zhang，and A.Takeuchi，Bulk Nd-Fe-Al Amorphous Alloys With Hard MagneticProperties，Materials Transaction，JIM，37(1996)，99-108.)先后開發(fā)出Nd-Al-TM(TM為過度金屬)大塊非晶合金。其中以Nd60Al10Fe30不僅具有較好的非晶形成能力，而且具有良好的硬磁性能，具有潛在的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的目的在于提供一種釹釔基塊狀非晶合金，其具有較高的非晶形成能力，并且具有較寬的成分范圍。
本發(fā)明提供了一種釹釔基塊狀非晶合金，其特征在于合金成分表示為(NdxY1-x)aAlbTMc，其中x為原子分?jǐn)?shù)，范圍為x＝0.7～0.95，a、b、c為原子百分?jǐn)?shù)，取值范圍為a＝50～75％；b＝8～15％；c＝15～35％；TM是Fe、Co、Ni、Cu中一種元素或幾種元素的組合。
該非晶合金的母合金熔煉和重熔采用真空感應(yīng)設(shè)備，真空度不小于8×10-3Pa，氬氣保護(hù)氣氛壓力大于400mbar。制備方法可以采用普通銅模鑄造、吸鑄(suctioncasting)、壓鑄(die casting)、射流成型(spray casting)和水淬法(water quenching)等制備。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1.恰當(dāng)?shù)姆蔷С煞?見實(shí)施例)通過普通銅模鑄造法可以形成直徑不小于5mm的非晶合金錠。
2.該非晶合金成分與Nd-TM-Al相比，采用相同制備方法可提高非晶形成的臨界尺寸1～2mm。
3.塊狀非晶形成的成分范圍寬。
下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明實(shí)施例1采用真空感應(yīng)熔煉Nd67Y3Al10Fe20母合金，真空度不小于8×10-3Pa，氬氣保護(hù)氣氛壓力大于400mbar.然后真空感應(yīng)重熔，經(jīng)射流成型澆注成φ8×50的非晶試樣。
實(shí)施例2采用真空感應(yīng)熔煉Nd56Y14Al8Fe22母合金，真空度不小于8×10-3Pa，氬氣保護(hù)氣氛壓力大于400mbar.然后真空感應(yīng)重熔，采用銅模鑄造澆注成φ3×50的非晶試樣。
實(shí)施例3采用真空感應(yīng)熔煉Nd48Y16Al15Co10Cu10Fe5母合金，真空度不小于8×10-3Pa，氬氣保護(hù)氣氛壓力大于400mbar.然后真空感應(yīng)重熔，經(jīng)射流成型澆注成φ7×50的非晶試樣。
實(shí)施例4采用真空感應(yīng)熔煉Nd57Y3Al15Ni10Cu10Co5母合金，真空度不小于8×10-3Pa，氬氣保護(hù)氣氛壓力大于400mbar.然后真空感應(yīng)重熔，經(jīng)射流成型澆注成φ7×50的非晶試樣。
比較例1Inoue等采用感應(yīng)設(shè)備制備銅模鑄造Nd90-xFexAl10非晶合金，當(dāng)X＝20時(shí)所制備的最大非晶尺寸為φ7mm(A.Inoue，T.Zhang，W.Zhang，and A.Takeuchi，BulkNd-Fe-Al Amorphous Alloys With Hard Magnetic Properties，Materials Transaction，JIM，37(1996)，99-108.)。本發(fā)明在前面所述的同樣條件下澆注Nd70Fe20Al10和Nd67Y3Al10Fe20兩種非晶合金，前者獲得的全部非晶尺寸為φ3而后者則獲得φ8mm的非晶樣品。Fan等人對(duì)Nd70Fe20Al10非晶成分采用φ3銅模鑄造獲得的是非晶和晶態(tài)的混合物(G.J.Fan，W.Lser，S.Roth，J.Echert and L.Schultz，Glass-forming ability and magnetic properties of Nd70-xFe20Al10Cox，J.Mater.Res.，15(2000)1556-1563)。
比較例2He等人在氬氣保護(hù)氣氛下采用電弧熔煉Nd60Al15Ni10Cu10Fe5母合金，采用感應(yīng)重熔噴射澆注銅模鑄造方法獲得直徑大于6mm的非晶合金(Y.He，C.E.Price，S.J.Poon and G.J.Shiflet，F(xiàn)ormation of bulk metallic glasses in neodymium-based alloys，Philosophical Magazine Letters，70(1994)，371-377)，而本發(fā)明采用真空感應(yīng)熔煉Nd57Y3Al15Ni10Cu10Co5母合金，經(jīng)射流成型可澆注成φ7×50的非晶試樣。
權(quán)利要求
1.一種釹釔基塊狀非晶合金，其特征在于合金成分表示為(NdxY1-x)aAlbTMc，其中x為原子分?jǐn)?shù)，范圍為x＝0.7～0.95，a、b、c為原子百分?jǐn)?shù)，取值范圍為a＝50～75％；b＝8～15％；c＝15～35％；TM是Fe、Co、Ni、Cu中一種元素或幾種元素的組合。
全文摘要
一種釹釔基塊狀非晶合金,其特征在于合金成分表示為(Nd
文檔編號(hào)C22C45/00GK1351191SQ0012318
公開日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月1日
發(fā)明者邱克強(qiáng), 張慶生, 王愛民, 張海峰, 丁炳哲, 胡壯麒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所