[发明专利]一种钼基块体非晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钼基块体非晶合金及其制备方法，所述钼基块体非晶合金的化学分子式为：Mo_aM_bB_c，其中M选自Co、Fe、Ni中的至少一种，a、b和c表示相应化学元素的原子百分比含量，a＝45～60，b＝26～40，c＝13～19，同时需满足a+b+c＝100。本发明的钼基块体非晶合金具有高的晶化温度，同时具有强的非晶形成能力，可获得三维尺寸不小于1毫米的块体材料。

技术领域

本发明属于非晶合金材料技术领域，具体涉及一种钼基块体非晶合金及其制备方法。

背景技术

非晶合金是指内部原子排列无规则、混乱而不具有周期性的一类亚稳态合金。与常规的合金材料相比，非晶合金没有晶界、位错等晶态合金材料不可避免的缺陷，这使得非晶合金表现出远胜于相同化学成分的晶态合金机械性能和耐腐蚀特性。独特的结构也赋予非晶合金独特的物理和化学特性。如铁基非晶合金的软磁特性和催化特性，以及一些稀土基非晶合金的磁致冷功能。因此，非晶合金在航空航天、军工、电子、民用材料领域具有引人瞩目的潜在应用前景。

迄今为止，非晶合金已开发出了种类繁多、功能各异的不同合金体系。如锆基、镁基、铁基等。然而，从热力学角度而言，非晶合金处于亚稳态能量位置，当温度达到非晶合金的晶化温度时，非晶合金会迅速由原来的无序结构转变为周期性的晶态结构，进而丧失其功能特性。遗憾的是，大多数非晶合金体系的晶化温度低于500℃，这意味着这些非晶合金体系无法在高温服役。这种固有缺陷极大的限制了非晶合金的高温应用和长时间使用。为了解决这一问题，研究人员开发出了一系列难熔金属基非晶合金。这类非晶合金具有高的热稳定性，晶化温度高于1000K，在高温下可以长期保持非晶结构。例如Ta-W-Si非晶合金薄膜在1000℃保温20min而不致晶化(McGlone,J.M.et al.,2017.7(3):p.715-720)。因为非晶合金具有遗传特性，难熔金属基非晶合金遗传了难熔金属高模量，展现出高的刚性。同时，难熔金属基非晶合金具有超高的硬度，可以与陶瓷材料媲美。此外，难熔金属基非晶合金具有优异的高温力学性能，在高温时依旧可以保持与室温相当的强度，IrNiTa非晶合金在1000K时压缩强度可达3.7GPa(Li,M.X.et al.,2019.569(7754):p.99-103)。与此同时，难熔金属基非晶合金还遗传了难熔金属具有的催化特性和耐腐蚀性能等化学特性特点。

然而，由于难熔金属具有高的熔点，这导致难熔金属基非晶合金的非晶形成能力弱，只能形成丝材或条带，无法满足大尺寸的需求。例如：有文献公开了(Kim,J.et al.,MaterialsDesign,2016.98:p.31-40)一系列的钼基非晶合金，但是其非晶形成能力弱，只能形成条带，无法形成三维块体。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钼基块体非晶合金及其制备方法，该钼基块体非晶合金具有高的晶化温度，同时具有强的非晶形成能力，可获得三维尺寸不小于1毫米的块体材料。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种钼基块体非晶合金，所述钼基块体非晶合金的化学分子式为：Mo_aM_bB_c，其中M选自Co、Fe、Ni中的至少一种，a、b和c表示相应化学元素的原子百分比含量，a＝45～60，b＝26～40，c＝13～19，同时需满足a+b+c＝100。

作为优选的技术方案，a＝48～53，b＝31～35，c＝15～18。

作为优选的技术方案，a＝51，b＝34，c＝15。

作为优选的技术方案，a＝48，b＝35，c＝17。

作为优选的技术方案，a＝50，b＝32，c＝18。

作为优选的技术方案，a＝53，b＝31，c＝16。