[发明专利]非晶形成能力高的合金和使用该合金的合金镀层金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及非晶合金和合金镀层金属材料，特别是涉及非晶形成能力 高的合金和使用该合金的高耐蚀性或高热反射性的合金镀层金属材料。

背景技术

近年来关于非晶的研究，集中在即使小的冷却速度也能够得到非晶的 所谓的块状非晶的探索，目前在很多的成分系中发现了成为块状非晶(Bulk Amorphous)的合金组成。

在日本国内，东北大学的井上等人先行地进行研究，在1988年以后， 在Mg-La-(Ni，Cu)系合金、镧系(Lanthanide)-Al-过渡金属(Transition metal)系合金、Zr-Al-过渡金属(Transition metal)系合金、Pd-Cu-Ni-P 系合金中发现了成为块状非晶的组成，这已在「Akihisa Inoue，Akira Takeuchi：Material Science and Engineering A，Vol.375-377(2004) p.16-30」中被介绍。

在日本国外，在Hf-Cu-Ni-Al系合金、Ti-Ni-Cu系合金、Ca-Mg-Ag系 合金中发现了成为块状非晶的组成，这已在「A.Revesez，J-L.Uriarte，D. Louzguine，A.Inoue，S.Surinach，M.D.Baro，A.R.Yavari：Materials Science and Engineering A，Vol.375-377(2004)p.381-384」、「Tao Zhang， Akihisa Inoue and Tsuyoshi Masumoto：Materials Science and Engineering A，Vol.181/182(1994)p.1423-1426」和「Oleg N.Senkov and J. Mike Scott：Materials Research Society Symposium Proceedings，v806， Amorphous and Nanocrystalline Metals(2003)p.145-150」中被分别介绍。 并且，现在所报道的块状非晶合金的大部分是属于其中的任一成分系的合 金。

这些合金所共通的特征在于，在构成合金的元素中，浓度最高的元素 具有最大的原子半径，浓度次高的元素具有最小的原子半径，具有中间的 原子半径的元素占据了其余的成分这一构成元素的原子半径与浓度的关联 性。

该构成元素的原子半径与浓度的关联性，在美国专利第6623566号说明 书中作为非晶形成能力高的元素选择规则被公开。

即，已经报道的非晶合金，是利用了通过使用具有巨大的原子半径的 原子(巨大原子)，来增大构成合金的元素间的原子半径之差，提高非晶 形成能力这一已知的见解的合金。镧系元素(Lanthanide)原子、Ca等是 巨大原子的典型。

在Fe-B-Si-Nb系合金、Ni-Cr-P-B系合金、(Co，Cr，Ni)-(Mo，Nb)- (B，P)系合金等中发现了不符合该构成元素的原子半径与浓度的关联性的 块状非晶合金。

可是，这些合金是使用B、Si、P这些半金属元素的合金，作为半金属 -金属合金，是可以分类为与金属-金属合金不同种类的合金的。

现在，可以利用B、Si、P这些半金属元素的玻璃形成能力高，得到块 状非晶的合金，限于以Fe、Co、Ni这些铁族元素为基的合金。

另外，作为美国专利第6623566号说明书所公开的元素选择规则的例 外，日本特开2002-256401号公报中公开了一种Cu基非晶合金。Cu在小的 原子半径的金属元素群中具有较小的原子半径(0.12780nm)，因此与其 他元素的原子半径之差较大，是容易设计非晶形成能力高的合金的元素。

因此，可以说Cu是能够较容易地得到块状非晶的元素。但是，目前的 Cu基块状非晶合金，如日本特开2002-256401号公报所述，是使用Zr、Hf 等高价格元素的成分系，因此希望得到使用更廉价的成分元素的非晶成分 系。

由迄今所发现的非晶合金的元素的组合判断，作为成为主基的元素得 到块状非晶特别难的元素，是属于原子半径小的元素群，并且在该小的原 子半径的元素群中具有比较大的原子半径的金属元素。Al和Zn相当于这样 的元素。