一系列具有室溫壓縮超塑性的Zr-Al-Ni-Cu塊體金屬玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一系列具有室溫壓縮超塑性的Zr-Al-Ni-化塊體金屬玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 錯基塊體金屬玻璃具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，特別是某些錯基塊體金屬玻璃表現(xiàn) 出好的室溫塑性和生物相容性，該些特點使得其在結(jié)構(gòu)和生物材料領(lǐng)域中具有極大的應(yīng)用 前景。但是，大部分錯基塊體金屬玻璃的室溫脆性使得它們的應(yīng)用受到極大限制，因此制備 出好的室溫塑性特別是室溫超塑性的錯基塊體金屬玻璃具有非常重要的意義。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一系列具有室溫壓縮超塑性的Zr-Al-Ni-化塊體金屬玻 璃。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：一系列具有室溫壓縮超 塑性的Zr-Al-Ni-化塊體金屬玻璃的制備工藝，其特征在于；包括如下步驟： 心將純度為99. 99wt%的塊狀Zr、Cu、A1和Ni按Zr-Al-Ni-Cu合金成分配比配料；咕將配 好的料放入電弧爐的相蝸中，抽真空到IX1(T4化后再充入純度>99. 99wt%的氣氣使真空 腔的壓力達(dá)到0. 4大氣壓，然后烙煉Ti進(jìn)行吸氣；守烙煉合金6次，待真空室冷卻后將母 合金取出，將相蝸清洗干凈并將母合金破碎；沁將破碎好的部分母合金放入電弧爐的相蝸 中，并安裝好內(nèi)孔直徑為2mm的水冷銅模；;.5'抽真空到1X1〇-中a后再充入純度>99. 99wt% 的氣氣使真空腔的壓力達(dá)到0.6大氣壓，然后烙煉Ti進(jìn)行吸氣，并對母合金進(jìn)行烙煉并吸 鑄，即可獲得直徑為2mm的金屬玻璃。
[0006] 所述的塊體金屬玻璃都具有室溫壓縮超塑性，其成分分別Zre2Ali2Nii5化ii、Zre2.5Al 11. 3化13' 85化12' 35、ZresAllo. 6化12' 7化化 7、Zr63.sAlioNiu. 75化14' 巧、Zr64Alg' 3化1〇' 6化16' 1、Zre4'sAls. 6化9' 4sCui7. 45、ZresAlgNig.gCuis. 5、Zrgs.5AI7.3化7.35CU19.85和ZreeAlg.gNig.2CU21.2。
[0007] 本發(fā)明制成的產(chǎn)品分別用X射線衍射儀（XRD)檢測材料的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、用萬能試 驗機(jī)測試力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明制成的產(chǎn)品都是非晶態(tài)并具有室溫壓縮超塑性。
[0008]
【具體實施方式】
[0009] 下面根據(jù)具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明： 實施例1 根據(jù)ZfesAliaNiis化11合金成分，用分析天平稱取錯3. 7412 + 0.OOOlg、侶 0. 2142 + 0.OOOlg、銅 0. 4624 + 0.OOOlg和鑲 0. 5823 + 0.OOOlg，放入真空電弧爐的銅相蝸 中，抽真空至1Xl(T4Pa，充入氣氣使真空腔的壓力達(dá)0. 4個大氣壓，烙煉Ti進(jìn)行吸氣后， 然后烙煉合金6次，待真空室冷卻后將母合金取出，將相蝸清洗干凈并將母合金破碎，將破 碎好的部分母合金放入電弧爐的相蝸中，并安裝好模腔直徑為2mm的水冷銅模，抽真空到 1X1〇-中a后再充入純度>99. 99wt%的氣氣使真空腔的壓力達(dá)到0.6大氣壓，然后烙煉Ti進(jìn) 行吸氣，并對母合金進(jìn)行烙煉進(jìn)行吸鑄而獲得直徑為2mm的試樣。然后用水冷慢速金剛石 切割機(jī)從試樣中間取下長度為4. 5mm的試樣，將其橫截面磨平并拋光成直徑為2mm和長度 為4mm的試樣。通過XRD技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品為完全的非晶態(tài)，通過萬能試驗機(jī)進(jìn)行力學(xué) 性能測試，該產(chǎn)品具有室溫壓縮超塑性。
[0010] 實施例2 根據(jù)ZreAAlgjNiio.eCuie.冷金成分，用分析天平稱取錯3. 7742 + 0.OOOlg、侶 0. 1622 + 0.OOOlg、銅 0. 6614 + 0.OOOlg和鑲 0. 4022 + 0.OOOlg，放入真空電弧爐的銅相蝸 中，抽真空至1Xl(T4Pa，充入氣氣使真空腔的壓力達(dá)0. 4個大氣壓，烙煉Ti進(jìn)行吸氣后， 然后烙煉合金6次，待真空室冷卻后將母合金取出，將相蝸清洗干凈并將母合金破碎，將破 碎好的部分母合金放入電弧爐的相蝸中，并安裝好模腔直徑為2mm的水冷銅模，抽真空到 1X1〇-中a后再充入純度>99. 99wt%的氣氣使真空腔的壓力達(dá)到0.6大氣壓，然后烙煉Ti進(jìn) 行吸氣，并對母合金進(jìn)行烙煉進(jìn)行吸鑄而獲得直徑為2mm的試樣。然后用水冷慢速金剛石 切割機(jī)從試樣中間取下長度為4. 5mm的試樣，將其橫截面磨平并拋光成直徑為為2mm和長 度為4mm的試樣。通過XRD技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品為完全的非晶態(tài)，通過萬能試驗機(jī)進(jìn)行力 學(xué)性能測試，該產(chǎn)品具有室溫壓縮超塑性。
[0011] 實施例3 根據(jù)2與6416.6化6.2化21.2合金成分，用分析天平稱取錯3. 8058 + 0.OOOlg、侶 0. 1126 + 0.OOOlg、銅 0. 8516 + 0.OOOlg和鑲 0. 2300 + 0.OOOlg，放入真空電弧爐的銅相蝸 中，抽真空至1Xl(T4Pa，充入氣氣使真空腔的壓力達(dá)0. 4個大氣壓，烙煉Ti進(jìn)行吸氣后， 然后烙煉合金6次，待真空室冷卻后將母合金取出，將相蝸清洗干凈并將母合金破碎，將破 碎好的部分母合金放入電弧爐的相蝸中，并安裝好模腔直徑為2mm的水冷銅模，抽真空到 1X1〇-中a后再充入純度>99. 99wt%的氣氣使真空腔的壓力達(dá)到0.6大氣壓，然后烙煉Ti進(jìn) 行吸氣，并對母合金進(jìn)行烙煉進(jìn)行吸鑄而獲得直徑為2mm的試樣。然后用水冷慢速金剛石 切割機(jī)從試樣中間取下長度為4. 5mm的試樣，將其橫截面磨平并拋光成直徑為為2mm和長 度為4mm的試樣。通過XRD技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品為完全的非晶態(tài)，通過萬能試驗機(jī)進(jìn)行力 學(xué)性能測試，該產(chǎn)品具有室溫壓縮超塑性。
【主權(quán)項】
1. 一系列具有室溫壓縮超塑性的Zr-Al-Ni-Cu塊體金屬玻璃的制備工藝，其特征在 于：包括如下步驟： ① 將純度為99. 99wt%的塊狀Zr、Cu、A1和Ni按Zr-Al-Ni-Cu合金成分配比配料； ② 將配好的料放入電弧爐的坩堝中，抽真空到IXl(T4Pa后再充入純度>99. 99wt%的氬 氣使真空腔的壓力達(dá)到〇. 4大氣壓，然后熔煉Ti進(jìn)行吸氣； ③ 熔煉合金6次，待真空室冷卻后將母合金取出，將坩堝清洗干凈并將母合金破碎； ④ 將破碎好的部分母合金放入電弧爐的坩堝中，并安裝好內(nèi)孔直徑為2mm的水冷銅 模； ⑤ 抽真空到1Xl(T4Pa后再充入純度>99. 99wt%的氬氣使真空腔的壓力達(dá)到0.6大氣 壓，然后熔煉Ti進(jìn)行吸氣，并對母合金進(jìn)行熔煉并吸鑄，即可獲得直徑為2mm的塊體金屬玻 璃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊體金屬玻璃的成分分別為Zr62Al12Ni15Cu n、Zr62.5Aln.3Ni13.8 sCu12.35、Zr63Al10.6Ni12.7Cu13.7、Zr63.gAljoNin.75Cu14.75、Zr64Al9.3Ni10.6Cu16. !、Zr64.5A18.6Ni9.45Cu17.45、 Zr65Al8Ni8.5Cu18.5、Zr65.5A17.3Ni7.35Cu19.85和Zr66八16.6Ni6.2Cu21.2〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的塊體金屬玻璃都具有室溫壓縮超塑性。
【專利摘要】本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，公開了一系列具有室溫壓縮超塑性的Zr-Al-Ni-Cu塊體金屬玻璃。Zr-Al-Ni-Cu塊體金屬玻璃是將Zr（99.99wt%）、Al（99.99wt%）、Ni（99.99wt%）和Cu（99.99wt%）通過真空熔煉法進(jìn)行熔煉，然后通過真空吸鑄法制備成直徑為2mm的塊體金屬玻璃。該系列Zr-Al-Ni-Cu塊體金屬玻璃都具有室溫壓縮超塑性，其成分分別為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。
【IPC分類】C22C1-03, C22C45-10
【公開號】CN104775082
【申請?zhí)枴緾N201510221436
【發(fā)明人】蔡安輝, 安偉科, 周果君, 羅云, 安琪, 丁超義
【申請人】湖南理工學(xué)院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年5月5日