[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

本发明涉及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，是通过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。

与晶态合金相比，非晶合金具有极高的强度、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，在IT电子、机械、化工等行业有广泛的应用前景。但是由于目前的稀土基合金的力学性能如抗弯强度、抗压强度等都较低，且压缩变形量较低甚至表现出只有弹性阶段的脆性断裂，且易腐蚀，很难进行实际产品的生产利用，这就极大的限制了稀土基非晶合金在工程领域上的应用，这就是到目前为止世界上以稀土元素为题材的非晶合金还没有在材料的各领域出现的原因之一。

目前，国内外生产制备的非晶合金大多是锆基非晶合金。锆基非晶合金为了消除由于合金元素纯度不高而引入的氧带来的不利因素，制备时需要选用高纯度的金属材料；但是，高纯度金属因价格昂贵、生产成本高而不适合大规模的生产。目前锆基非晶合金主要用于高尔夫球头、手机壳体上，刚上市不久的锆基非晶手机由于成本高等方面的原因价格非常昂贵，并不是大众化的产品。

如上所述，目前需要开发一种具有优良的力学性能且生产成本较低的非晶合金。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的稀土基非晶合金强度不高及塑性差或者生产成本高的缺点，提供一种强度高、塑性好且生产成本低的稀土基非晶合金及其制备方法。

本发明提供的稀土基非晶合金的组成为：RE_aAl_b(Cu_1-xNi_x)_cTM_dBe_e，式中0≤x≤1，30≤a≤78，0≤b≤30，5≤c≤40，0≤d≤15，15≤e≤40，且5≤c+d≤40，a+b+c+d+e＝100，a、b、c、d和e均为摩尔百分数；RE为La、Ce、Nd、Pr、Sc、Sm、Ho中的一种或几种；TM为Co、Zn、Ti、Zr、Ag、Hf、Ta中的一种或几种。

本发明提供的稀土基非晶合金的制备方法包括在保护气体气氛或真空条件下，将非晶合金原料进行熔炼并冷却成型，其特征在于，所述非晶合金原料含有RE、Al、Cu、Ni、TM和Be，所述RE、Al、Cu、Ni、TM和Be的用量使所得稀土基非晶合金的组成为RE_aAl_b(Cu_1-xNi_x)_cTM_dBe_e，式中0≤x≤1，30≤a≤78，0≤b≤30，5≤c≤40，0≤d≤15，15≤e≤40，且5≤c+d≤40，a+b+c+d+e＝100，a、b、c、d和e均为摩尔百分数；RE为La、Ce、Nd、Pr、Sc、Sm、Ho中的一种或几种；TM为Co、Zn、Ti、Zr、Ag、Hf、Ta中的一种或几种。

本发明提供的稀土基非晶合金由于含有铍元素，使得该合金在非晶衍射峰上形成枝晶，对该合金起到了韧化的作用，因而极大地改善了所得稀土基非晶合金的强度和塑性，而且对原材料的纯度及制备条件要求不高，使得能在现有的工业条件下生产，从而达降低成本、适应大众化生产的目的。本发明提供的稀土基非晶合金La_54.5Al₁₃(Cu_0.667Ni_0.333)₁₄(Co，Ag)₃Be_15.5的压缩强度为1145兆帕，压缩时的塑性变形量ε_p可以达到11.52％。本发明提供的稀土基非晶合金的制备方法简单，流程易于连续生产，所得到的稀土基非晶合金具有良好的抗弯性能及塑性变形能力。

附图说明

图1足实施例1-3和对比例1的非晶合金的XRD粉末衍射图；

图2是实施例1-3和对比例1的非晶合金的应力应变图。

具体实施方式