專利名稱：一種高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金及其納米相復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁基非晶合金，特別提供了一種Al-Y-Ni-Co-Fe高熱穩(wěn)定性的鋁基非晶合金的成分比例分配范圍。
背景技術(shù)：
鋁合金是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料之一。如何有效地改變其微觀結(jié)構(gòu)特性，以獲得更加優(yōu)異的綜合性能成為材料研究工作者的主要研究目標(biāo)。近年來，日本的Inoue[Inoue A.，Ohtera K.，Tsai A.P.，and Masumoto T.，Jap.J.Appl.Phys.，27(1988)，L280]和美國的He等[He Y.，Poon S.J.，and Shiftet GJ.，Science，241(1988)，1640]的成功制備Al基非晶態(tài)合金，突破了鋁合金難于形成非晶態(tài)的障礙，實(shí)現(xiàn)了鋁合金組織制備的多樣化(非晶、納米晶、納米/非晶復(fù)相結(jié)構(gòu)等)，大幅度提高了鋁合金的性能。與傳統(tǒng)的鋁合金相比，非晶態(tài)Al合金的比強(qiáng)度可提高2～4倍，而部分晶化后的納米復(fù)合Al非晶合金的強(qiáng)度可與工程陶瓷相媲美[Kim Y.H.，Inoue A.，and Masumoto T.，Mater.Trans.JIM，31(1990)，747；Chen H.，He Y.Shiflet G.J.，and Poon S.J.，Scripta Metall.Mater.25(1991)，1421]，這引起了材料學(xué)家及物理學(xué)家的廣泛關(guān)注。英國劍橋大學(xué)A.L.Greer[Greer A.L.，Mater.，Science Forum，269-272(1998)，3]在1998年指出鋁基納米相/非晶復(fù)合材料是納米材料的中極有應(yīng)用前景的材料之一。非晶合金在較高溫下會發(fā)生進(jìn)一步晶化轉(zhuǎn)變，而導(dǎo)致性能急劇下降，以致喪失其優(yōu)異的性能，從而限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。所以尋找具有高非晶形成能力及高熱穩(wěn)定性的合金體系是當(dāng)前鋁基非晶合金發(fā)展的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高熱穩(wěn)定性的鋁基非晶合金材料。
本發(fā)明提供了一種高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，由下述元素和不可避免的雜質(zhì)組成，原子百分比Y 3～10Ni3～10Co1～5Al余量其特征在于Fe0.5～4。
本發(fā)明高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金中，較佳的成分范圍是Y5～10；Ni5～10；Co3～5。
本發(fā)明高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，可以為納米鋁/非晶復(fù)合材料粉體或條帶，或由完全非晶粉體或條帶部分晶化而得到的納米鋁/非晶復(fù)合材料。
本發(fā)明母合金可以采用電弧爐熔煉也可以采用感應(yīng)爐熔煉。制備時的重熔過程一般采用感應(yīng)爐熔煉。制備方法可以采用熔體旋淬(Melt Spinning)和超聲霧化法(Gas Atomization)。制備過程中真空度不低于1.0×10-5mbar，氬氣保護(hù)壓力為200-700mbar。
本發(fā)明高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金具有下述優(yōu)點(diǎn)1.Fe元素的加入可以有效地將低合金成本；2.非晶形成能力提高；3.非晶合金的熱穩(wěn)定性提高；4.保持初晶晶化方式，拓寬了納米鋁析出溫度和后繼晶化反應(yīng)。


附圖1為采用熔體旋淬法及超聲霧化法制備的Al-Y-Ni-Co-Fe非晶合金急冷態(tài)X射線衍射結(jié)果。由圖表明，采用兩種方法均可得到完全非晶樣品。
附圖2條帶及霧化粉末樣品的熱分析實(shí)驗結(jié)果。條帶及霧化粉末均有高的熱穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用電弧爐熔煉母合金，然后采用熔體旋淬法制備非晶條帶，條帶厚度為15-80μm，合金成分分別為Al85Ni5Y6Co2Fe2，Al85Ni5Y7Co2Fe1，Al85Ni5Y5Co2Fe3。其初晶晶化溫度可達(dá)320℃。其X射線衍射結(jié)果如附圖1所示。
實(shí)施例2采用感應(yīng)爐熔煉制備母合金，感應(yīng)爐重熔，高純氬氣霧化制粉，合金成分為Al85Ni5Y6Co2Fe2，粉末顆粒尺寸為～80μm。其X射線衍射結(jié)果如附圖1所示。
比較例1采用同樣條件制備非晶條帶樣品，當(dāng)升溫速率為0.67K/min，日本A.Inoue發(fā)明的合金Al85Ni5Y8Co2合金條帶晶化溫度為290℃，而采用本發(fā)明合金成分制備的非晶條帶晶化溫度為322℃，比Inoue的合金熱穩(wěn)定性提高32℃。
比較例2采用的霧化制粉工藝制備顆粒尺寸～80μm的粉末樣品，在Al-Ni-Y-Co，Al-Ni-Ce-Fe，Al-Ni-Y等合金體系中，得不到完全非晶樣品。而使用本發(fā)明的合金系統(tǒng)，采用同樣的霧化制粉工藝所得的相同尺寸的粉末樣品為完全非晶。
權(quán)利要求
1.一種高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，由下述元素和不可避免的雜質(zhì)組成，原子百分比Y3～10Ni 3～10Co 1～5Al 余量其特征在于Fe 0.5～4。
2.按照權(quán)利要求1所述高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，其特征在于Y5～10。
3.按照權(quán)利要求1所述高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，其特征在于Ni5～10。
4.按照權(quán)利要求1所述高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，其特征在于Co3～5。
5.按照權(quán)利要求1所述高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，其特征在于所述合金為納米鋁/非晶復(fù)合材料粉體或條帶，或由完全非晶粉體或條帶部分晶化而得到的納米鋁/非晶復(fù)合材料。
全文摘要
一種高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金，由下述元素和不可避免的雜質(zhì)組成，原子百分比Y3～10，Ni3～10，Co 1～5，Al余量；其特征在于Fe0.5～4。本發(fā)明高熱穩(wěn)定性鋁基非晶合金具有下述優(yōu)點(diǎn)Fe元素的加入可以有效地將低合金成本；非晶形成能力得到提高；非晶合金的熱穩(wěn)定性也得到提高；同時保持了初晶晶化方式，拓寬了納米鋁析出溫度和后繼晶化反應(yīng)。
文檔編號C22C45/08GK1594640SQ0313394
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者楊紅旺, 王建強(qiáng), 常新春, 侯萬良, 盧柯 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所