[发明专利]一种非晶合金笔珠及其应用

说明书

本发明公开了一种非晶合金作为制作笔珠用材料的应用，以避开现有笔珠材料的制约。所述非晶合金为Fe基、Zr基、Ti基、Cu基、Ni基、Co基和TiZr基非晶合金等。非晶合金原子结构呈无序状态，没有晶界，其具有高硬度、高强度、高弹性极限、优异的耐腐蚀和耐磨特性；利用其制备的笔珠表面原子结构状态更为均匀，不仅与笔油(墨水)具有较好的润湿性，而且有利于笔油(墨水)在其表面上更为均匀的铺展。不同的合金体系的非晶合金性能有差异，可根据不同笔对材料性能要求，如硬度、球粒径尺寸，选择不同非晶合金成分，通过调控制备获得粒径符合要求的非晶合金球，再经过研磨制成笔珠。

技术领域

本发明涉及非晶合金领域，具体提供一种非晶合金笔珠和制备方法及其应用。

背景技术

目前，制备笔珠的材料都为晶态合金，如：不绣钢、碳化钨硬质合金、氧化铝陶瓷等。原子结构为长程有序、有晶界(相界)，碳化钨、氧化铝陶瓷等采用粉末冶金方法制备，颗粒之间存在大量界面。利用晶体材料制备的球体表面组织结构不是均一的，有晶界(相界)或颗粒界面，导致球体整体表面与液体笔油(墨水)之间的微观润湿性有差异(微观润湿不均匀)。

而非晶合金原子结构呈无序状态，没有晶界(相界)，利用非晶制备的球体表面组织结构均匀，导致其球体整体表面与液体笔油(墨水)之间的微观润湿性均匀，有利于笔油(墨水)在其表面上更为均匀的铺展，书写流畅、笔迹均匀。同时非晶合金具有高硬度、高强度、高弹性极限、优异的耐腐蚀和耐磨特性。我们研究发现，非晶合金是最为理想的笔珠材料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明综合考虑了非晶合金的结构特征、强度(硬度)、耐腐特性和制备成球技术特点，提出了采用非晶合金制作笔珠的概念和方法，由此拓宽现有笔珠材料的应用范围。

本发明技术方案如下：

一种非晶合金作为制作笔珠用材料的应用，其特征在于：

所述非晶合金为Fe基、Zr基、Ti基、Cu基、Ni基、Co基或TiZr基非晶合金等。

各常用非晶合金体系维氏硬度为：

Zr基非晶合金的维氏硬度为4.9～6.9MPa；

Fe基非晶合金的维氏硬度为8.8～14.7MPa；

Ti基非晶合金的维氏硬度为4.9～6.9MPa；

Cu基非晶合金的维氏硬度为5.1～5.9MPa；

Ni基非晶合金的维氏硬度为7.3～9.8MPa；

Co基非晶合金的维氏硬度为14.2～16.7MPa；

TiZr基非晶合金的维氏硬度为4.4～6.8MPa。

采用所述非晶合金制备的笔珠直径为0.1～1.5mm。

通过研究发现非晶合金与笔油(墨水)具有较好的润湿性，是制作笔珠较好的材料，特别适用于制备圆珠笔笔珠或中性笔笔珠等。不同的非晶合金体系性能有差异，可根据不同类型笔对笔珠材料性能要求，如硬度、球粒径尺寸等，选择不同的非晶合金体系(如Fe基非晶合金，Zr基非晶等)，再通过调控制备获得粒径符合要求的非晶合金球，最后经过研磨制成笔珠使用，具体制备方法为：

采用雾化法、熔滴法、喷射法、熔体球化法或模具成型法制备非晶合金小球，再利用球磨机机械研磨加工非晶合金小球，制成所需尺寸和表面粗糙度的非晶合金笔珠。

附图说明

图1实施例1采用非晶合金制备的小球照片。

图2Zr基非晶合金与笔油(墨水)之间的润湿性。

图3Fe基非晶合金与笔油(墨水)之间的润湿性。

具体实施方式