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CN104775082A - 一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃 - Google Patents

一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃 Download PDF

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CN104775082A
CN104775082A CN201510221436.8A CN201510221436A CN104775082A CN 104775082 A CN104775082 A CN 104775082A CN 201510221436 A CN201510221436 A CN 201510221436A CN 104775082 A CN104775082 A CN 104775082A
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China
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mother alloy
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superplasticity
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CN201510221436.8A
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Inventor
蔡安辉
安伟科
周果君
罗云
安琪
丁超义
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Hunan Institute of Science and Technology
Original Assignee
Hunan Institute of Science and Technology
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Abstract

本发明属于新材料领域，公开了一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃。Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃是将Zr（99.99wt%）、Al（99.99wt%）、Ni（99.99wt%）和Cu（99.99wt%）通过真空熔炼法进行熔炼，然后通过真空吸铸法制备成直径为2mm的块体金属玻璃。该系列Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃都具有室温压缩超塑性，其成分分别为Zr62Al12Ni15Cu11、Zr62.5Al11.3Ni13.85Cu12.35、Zr63Al10.6Ni12.7Cu13.7、Zr63.5Al10Ni11.75Cu14.75、Zr64Al9.3Ni10.6Cu16.1、Zr64.5Al8.6Ni9.45Cu17.45、Zr65Al8Ni8.5Cu18.5、Zr65.5Al7.3Ni7.35Cu19.85和Zr66Al6.6Ni6.2Cu21.2。

Description

一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃
技术领域
 本发明涉及一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃。
背景技术
锆基块体金属玻璃具有优异的物理化学性能，特别是某些锆基块体金属玻璃表现出好的室温塑性和生物相容性，这些特点使得其在结构和生物材料领域中具有极大的应用前景。但是，大部分锆基块体金属玻璃的室温脆性使得它们的应用受到极大限制，因此制备出好的室温塑性特别是室温超塑性的锆基块体金属玻璃具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤:                                                将纯度为99.99wt%的块状Zr、Cu、Al和Ni按Zr-Al-Ni-Cu合金成分配比配料；将配好的料放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.4大气压，然后熔炼Ti进行吸气；熔炼合金6次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎；将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔直径为2mm的水冷铜模；抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.6大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得直径为2mm的金属玻璃。
所述的块体金属玻璃都具有室温压缩超塑性，其成分分别Zr62Al12Ni15Cu11、Zr62.5Al11.3Ni13.85Cu12.35、Zr63Al10.6Ni12.7Cu13.7、Zr63.5Al10Ni11.75Cu14.75、Zr64Al9.3Ni10.6Cu16.1、Zr64.5Al8.6Ni9.45Cu17.45、Zr65Al8Ni8.5Cu18.5、Zr65.5Al7.3Ni7.35Cu19.85和Zr66Al6.6Ni6.2Cu21.2。
本发明制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）检测材料的非晶态结构、用万能试验机测试力学性能，发现本发明制成的产品都是非晶态并具有室温压缩超塑性。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
根据Zr62Al12Ni15Cu11合金成分，用分析天平称取锆3.7412±0.0001g、铝0.2142±0.0001g、铜0.4624±0.0001g和镍0.5823±0.0001g，放入真空电弧炉的铜坩埚中，抽真空至1×10-4Pa，充入氩气使真空腔的压力达0.4个大气压，熔炼Ti进行吸气后，然后熔炼合金6次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎，将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好模腔直径为2mm的水冷铜模，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.6大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼进行吸铸而获得直径为2mm的试样。然后用水冷慢速金刚石切割机从试样中间取下长度为4.5mm的试样，将其横截面磨平并抛光成直径为2mm和长度为4mm的试样。通过XRD技术检测发现该产品为完全的非晶态，通过万能试验机进行力学性能测试，该产品具有室温压缩超塑性。
实施例2
    根据Zr64Al9.3Ni10.6Cu16.1合金成分，用分析天平称取锆3.7742±0.0001g、铝0.1622±0.0001g、铜0.6614±0.0001g和镍0.4022±0.0001g，放入真空电弧炉的铜坩埚中，抽真空至1×10-4Pa，充入氩气使真空腔的压力达0.4个大气压，熔炼Ti进行吸气后，然后熔炼合金6次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎，将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好模腔直径为2mm的水冷铜模，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.6大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼进行吸铸而获得直径为2mm的试样。然后用水冷慢速金刚石切割机从试样中间取下长度为4.5mm的试样，将其横截面磨平并抛光成直径为为2mm和长度为4mm的试样。通过XRD技术检测发现该产品为完全的非晶态，通过万能试验机进行力学性能测试，该产品具有室温压缩超塑性。
实施例3
    根据Zr66Al6.6Ni6.2Cu21.2合金成分，用分析天平称取锆3.8058±0.0001g、铝0.1126±0.0001g、铜0.8516±0.0001g和镍0.2300±0.0001g，放入真空电弧炉的铜坩埚中，抽真空至1×10-4Pa，充入氩气使真空腔的压力达0.4个大气压，熔炼Ti进行吸气后，然后熔炼合金6次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎，将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好模腔直径为2mm的水冷铜模，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.6大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼进行吸铸而获得直径为2mm的试样。然后用水冷慢速金刚石切割机从试样中间取下长度为4.5mm的试样，将其横截面磨平并抛光成直径为为2mm和长度为4mm的试样。通过XRD技术检测发现该产品为完全的非晶态，通过万能试验机进行力学性能测试，该产品具有室温压缩超塑性。

Claims (3)

1.一系列具有室温压缩超塑性的Zr-Al-Ni-Cu块体金属玻璃的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤:
将纯度为99.99wt%的块状Zr、Cu、Al和Ni按Zr-Al-Ni-Cu合金成分配比配料；
将配好的料放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.4大气压，然后熔炼Ti进行吸气；
熔炼合金6次，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚清洗干净并将母合金破碎；
将破碎好的部分母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔直径为2mm的水冷铜模；
抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度>99.99wt%的氩气使真空腔的压力达到0.6大气压，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得直径为2mm的块体金属玻璃。
2.根据权利要求1所述的块体金属玻璃的成分分别为Zr62Al12Ni15Cu11、Zr62.5Al11.3Ni13.85Cu12.35、Zr63Al10.6Ni12.7Cu13.7、Zr63.5Al10Ni11.75Cu14.75、Zr64Al9.3Ni10.6Cu16.1、Zr64.5Al8.6Ni9.45Cu17.45、Zr65Al8Ni8.5Cu18.5、Zr65.5Al7.3Ni7.35Cu19.85和Zr66Al6.6Ni6.2Cu21.2。
3. 根据权利要求2所述的块体金属玻璃都具有室温压缩超塑性。
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