[发明专利]一种稀土基非晶合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种非晶合金及其制备方法，更具体的是关于一种稀土基非晶合金及其制备方法。

背景技术

非晶合金具有像玻璃一样的长程无序，短程有序的结构特点，非晶合金与晶态合金相比，具有极高的强度、硬度、耐磨性、耐蚀性和高电阻性，而且还表现出优良的超导性和低磁损耗等特点，因此，在IT电子、机械、化工等行业有广泛的应用前景。

稀土基非晶合金是将非晶合金原料在高温下熔炼，然后采用铜模铸造法等在过冷液相区内快速凝固成型而得到的。

CN 1664155A公开了一种铈基大块非晶合金，该合金以铈为主要成分，其组成可用如下公式来表示：Ce_aAl_bNi_cCu_dM_e，其中50≤a≤80，5≤b≤20，5≤c≤20，5≤d≤20，0＜e≤10，且a+b+c+d+e＝100。所述M为Sc、Nb、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Y、Zr、Mo、La、Pr、Nd或Hf。

该发明提供的非晶合金改善了以往技术中非晶合金成本高、抗氧化性差以及弹性性能高的缺点。但是，该非晶合金的临界尺寸最大为5mm，因此临界尺寸仍然较小，无法作为制备大尺寸产品的非晶合金材料。

此外，现有技术中，稀土基非晶合金在强度以及非晶形成能力上没有良好的结合起来。非晶形成能力好的稀土基非晶合金，强度往往很低；而强度高的非晶合金却没行良好的非晶形成能力，也就是说，强度较高，但是临界尺寸较小，无法形成大块稀土基非晶合金。这使得稀土基非晶材料的应用受到了极大地限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中无法得到强度高、非晶形成能力强的稀土基非晶合金的缺点，提供一种强度高、非晶形成能力强的稀土基非晶合金及其制备方法。

本发明提供了一种稀土基非晶合金，其中，该非晶合金的组成为Re_aAl_bM_cN_d，式中，Re为La、Ce、Pr和Nd中的至少两种，M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Zr、Mo、Pd和Ag中的一种或几种，N为Y，Hf和Nb中的一种或几种，30≤a≤70，5≤b≤40，15≤c≤40，0.1≤d≤10，且a+b+c+d＝100；a、b、c、d为摩尔百分数。

本发明还提供了一种稀土基非晶合金的制备方法，该方法包括，在保护气体下，将非晶合金原料进行熔炼并冷却成型，其中，所述非晶合金原料按照通式Re_aAl_bM_cN_d的比例进行加入，式中，Re为La、Ce、Pr和Nd中的至少两种，M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Zr、Mo、Pd和Ag中的一种或几种，N为Y，Hf和Nb中的一种或几种，30≤a≤70，5≤b≤40，15≤c≤40，0.1≤d≤10，且a+b+c+d＝100；a、b、c、d为摩尔百分数。

实验证明，本发明制得的非晶合金具有优良的抗弯强度以及硬度，而且具有良好的非晶形成能力，制得的非晶合金的临界尺寸大。例如，本发明制得的非晶合金的临界尺寸均在6mm以上，而现有技术制得的非晶合金的临界尺寸均在5mm以下。

附图说明

图1为实施例1-4以及对比例1-2制得的样品的X射线粉末衍射图。

具体实施方式

本发明的稀土基非晶合金的组成为Re_aAl_bM_cN_d，式中，Re为La、Ce、Pr和Nd中的至少两种，M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Zr、Mo、Pd和Ag中的一种或几种，N为Y，Hf和Nb中的一种或几种，30≤a≤70，5≤b≤40，15≤c≤40，0.1≤d≤10，且a+b+c+d＝100；a、b、c、d为摩尔百分数。

优选情况下，所述RE为La与Ce、Pr和Nd中至少一种的混合物。其中，La与Ce、Pr和Nd的总量的摩尔比可以是任意比，La与Ce、Pr和Nd的总量的摩尔比优选为0.5-3，更优选为1-2。在上述优选情况下，本发明制得的非晶合金具有更加优良的抗弯强度以及硬度，而且具有良好的非晶形成能力，制得的非晶合金的临界尺寸大。

优选情况下，60≤a≤65，5≤b≤15，20≤c≤25，0.1≤d≤10，且a+b+c+d＝100。