[发明专利]一种Al-RE-LTM系铝基非晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Al‑RE‑LTM系铝基非晶合金，所述合金包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 85‑87％，RE 6‑8％，LTM 6‑8％；所述RE为Ce和Y中的一种或多种的组合；所述LTM为Ni和Co中的一种或多种的组合。本发明还公开了所述Al‑RE‑LTM系铝基非晶合金的制备方法。本发明制备的Al‑RE‑LTM系铝基非晶合金具有非晶形成能力强的优点，还表现出优异的耐腐蚀性能，适用于船舶涂层材料，同时，本发明工艺简单，操作便捷，适用于工业化生产，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及非晶材料制备领域，具体是一种Al-RE-LTM系铝基非晶合金及其制备方法。

背景技术

近年来，鉴于对航空航天、汽车、航海等运载工具的轻质化要求，工业发达国家在研究内容中都倾向于发展比强高、耐蚀性优异的轻质铝合金。然而相比传统铝合金，非晶铝合金具有高的比强、良好的韧性以及优异的耐腐蚀性能，其中以非晶铝合金为基体析出的弥散分布的纳米Al粒子的非平衡复合结构材料，表现出诸多优异的综合力学性能。1987年，日本的Inoue研究小组成功获得了塑性优异的非晶合金系Al-Ni-Si[Inoue A,Bizen Y,Kimura H M,Yamamoto M,Tsai A P,Masumoto T.,J.Mater.Sci.Lett.,1987,(6):811]与Al-Ni-Ge(Al≥at.80％)[Inoue A,Yamamoto M,Kimura HM,Masumoto T,J.Mater.Sci.Lett.,1987,(6):194]。之后Inoue小组先后报道了六种非平衡相组织的铝合金及其强度值。其中，由成分为Al₈₈Ni₁₉Ce₂Fe₁、组织为玻璃态母体均匀弥散直径为3-5nm、晶体结构为面心立方的铝纳米颗粒的铝合金材料，其断裂强度高达1560MPa，该值是传统AA2024、AA6065和AA7075铝合金断裂强度的3倍。然而，由于铝基非晶合金的非晶形成能力较弱，利用快速冷却方法或其他技术如热挤压获得非晶试样的尺寸较小，远不能满足应用需求，同时生产工艺复杂，限制了非晶铝合金材料的工业化制备与应用。因此，铝基非晶合金的开发应用具有十分重要的意义，通过进一步寻找和设计具有更高的非晶形成能力的新合金体系，提供一种组分合理、工艺简单、便于工业化生产的铝基非晶合金材料及其制备方法，将是拓展铝基非晶态合金发展的一个重要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Al-RE-LTM系铝基非晶合金及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种Al-RE-LTM系铝基非晶合金，其特征在于，所述合金包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 85-87％，RE 6-8％，LTM 6-8％；所述RE为Ce和Y中的一种或多种的组合；所述LTM为Ni和Co中的一种或多种的组合。

作为本发明进一步的方案：所述合金包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al86％，RE 7％，LTM 7％。

作为本发明再进一步的方案：所述Al、Ce、Y、Ni和Co的纯度均≥99.99％。

所述Al-RE-LTM系铝基非晶合金的制备方法，步骤如下：

1)以纯金属Al、RE和LTM为原料，按所述的摩尔原子百分比含量配料；

2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，以惰性气体为保护气氛，反复熔炼7-9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；

3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以惰性气体为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，即得Al-RE-LTM系铝基非晶合金。