[发明专利](Ti‑Cu‑Ni‑Zr)‑Sn系非晶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及非晶合金领域，具体来说是一种同时具有超高强度和一定塑性的钛基非晶复合材料及其制备方法。

背景技术

钛基非晶合金由于具有高的强度和低的密度以及良好的耐蚀性，在航空、航天、微型机械、运动器材等领域具有非常潜在的应用前景。但是临界尺寸大于5mm的Ti基非晶复合材料中通常含有Be，Be及其合金都有剧毒，吞咽、吸入致癌，这极大地限制了非晶复合材料的应用。因此，获得不含有Be且具有良好玻璃形成能力的Ti基非晶复合材料具有重要的意义。近几年，人们开发出了一系列不含Be的钛基非晶复合材料体系，如Ti-Cu-Ni-(Sn,Sb)、Ti-Cu-Ni-Si-B、Ti-Zr-Ni-Cu-Sn、(Ti,Zr)-(Cu,Ni)等。

大连理工大学的专利《Ti基块体金属玻璃》(公开号：102108475A)中根据“双团簇+连接原子”非晶设计定量准则，并结合类似元素替换方法，设计出Ti-Zr-Cu(-Ni)-Sn块体金属玻璃系列成分，其典型成分为：Ti_60-50Zr_3.0-7.5Cu_21-32.5Ni_18-7.0Sn_2.0—4.0及Ti_40.6Zr_9.4Cu_31.3-46.9Ni_15.6-0Sn_3.1(原子百分比)，制备出了大玻璃形成能力的Ti基块体金属玻璃，临界尺寸可达7mm。

兰州理工大学的专利《形状记忆晶相强韧化Ti基非晶复合材料及其制备方法》(公开号：102978541A)通过反重力吸铸的方法获得成分为(Ti₅₀Ni₄₈Co₂)₈₀Cu₂₀的过冷奥氏体相B2-TiNi和马氏体相B19’-TiNi增韧Ti基非晶复合材料压缩屈服强度为1504MPa，断裂强度为2582MPa，塑性应变为15％，并表现出加工硬化。

北京科技大学的专利《一种含高钯低铜的钛基块体非晶合金及制备方法》(公开号：102277543A)中采用水冷铜模吸铸制备出一种含铜量较低钯含量较高的钛基块体非晶合金，该合金特别适用于生物医用和化工领域。其主要组成成分为Ti-Pd-Cu-Zr-Sn-Hf-Si,原子百分比含量分别是Ti为40％～45％、Pd为24％～30％、Cu为10％～15％、Zr为5％～10％、Sn为4％～8％、Hf为0％～3％、Si为0％～3％。，最大临界直径尺寸可达3mm。该块体非晶合金在具有较大尺寸的同时，不含Be，大大降低了有毒元素Be对材料应用的限制，同时合金又具有非常优异的耐腐蚀性，也可用于化工领域。