[其他]非晶态铬一类金属耐蚀合金

说明书

本发明涉及在强酸性和强碱性介质中显示出优良耐蚀性能的非晶态铬-类金属合金。

金属腐蚀的倾向，长期以来就为人们所普遍关注。所谓腐蚀是指金属在介质中受到化学或电化学作用引起的剥蚀现象。现已发展出了大量的在不同介质条件下具有不同程度耐蚀性能的晶态合金，这些合金在特定的介质中必须能满足使用要求。例如，不锈钢含有镍、铬和/或钼以提高其耐蚀性能。玻璃和金属诸如铂、钯和钽在特定介质中能耐蚀也是为人所知的。这些材料的不足之处在于它们并非完全耐蚀而且用途有限。钽和玻璃在酸性介质中是耐蚀的，而在氟化氢和强碱溶液中则很快受蚀。

通常认为，合金的耐蚀性能取决于表面膜（通常是氧化膜）的保护性质。实际上，腐蚀产物膜起着阻止进一步腐蚀的屏障作用。

近年来，非晶态金属合金以其优异的特性已经引起人们的注意。虽然大多数非晶态金属合金具有良好的力学性能，而其耐蚀性能则较差。人们曾尽力使非晶态金属合金的良好力学性能与耐蚀性能结合起来。现已研制出作为改良钢的组成的非晶态铁基合金。业已发现，铁-类金属二元非晶态合金中加入像铬或钼这一类元素使耐蚀性能得到了改善（M.Naka等，Journal    of    Non-Crystalline    Solids，31卷，355页，1979）Naka等注意到加入高百分数的类金属如磷、碳、硼和硅形成非晶态，也影响其耐蚀性能。

T·Masumoto和K·Hashimoto在Annual    Review    of    Material    Science，8卷，215页，1978提出的报告中指出，含有铬、钼、磷和碳组合的铁、镍和钴基非晶态合金在多种介质中极为耐蚀。这是由于在均质单相非晶态合金的表面上迅速形成一种高度保护性的、均匀的纯化膜所致，这种合金很少甚至没有晶界以及大多数其他晶体缺陷。

已经证明，通过从液相快速凝固制备的许多非晶态金属合金比用通常方法制备的对应晶体合金具有更为良好的耐蚀性能，参见Corrosion，32卷，155页，1976中R·B·Diegle和J·Slater提出的报告。研究者将此种现象归因于三种因素：组织，如晶界和位错;化学成分;和均质性，包括成分波动和析出。

Ruf和Tsuei报导了具有极高耐蚀性能的非晶态Cr-B合金，参见“非晶态Cr-B合金中的极高耐蚀性能”（Journal    of    Applied    Physics，54卷，10期，5705页，1983）。含硼约20%～60%（原子百分数）的Cr-B合金的非晶态膜是通过射频溅射而形成的。Ruf和Tsuei报导了，仅当存在于非晶态合金中的硼为20%～40%（原子百分数）时，在室温12N    HCl中，合金才表现出高的耐蚀性能。据报导，大块的多晶体铬在室温12N    HCl中每天要溶解下去约700毫米。

在Glassy    Metals第8章，CRC    Press，Inc.，1983“磁、化学和组织性能”中可以找到关于非晶态合金耐蚀性能的详尽讨论。尽管对非晶态金属合金耐蚀性能的理解已取得不少进展，但已验明，在极苛刻的酸性和/或碱性介质中，不受腐蚀或轻微受腐蚀的合金为数极少。那些真正显示出这些性能的为数不多的合金又在其成分中动用了昂贵的材料，因此对于需要它们的这些性能的许多应用都受到限制。

曾对已研究过耐蚀性能的非晶态金属合金在比较缓和的条件即1N～12N    HCl和室温下进行过评定，但在较苛刻的条件下，例如6.5N    HCl并在高温下，那些引证为具有良好耐蚀性能的非晶态金属合金或许并不适用。

在非晶态金属合金领域中所缺乏的正是在苛刻的腐蚀条件下表现高度耐蚀的经济的合金。

所以本发明的一个目的是提供在酸性介质中具有优良耐蚀性能的非晶态金属合金。

本发明的另一个目的是提供在一定程度上考虑到成本效果的非晶态金属合金。

本发明的这些以及其他目的，对熟悉本工艺的人员按照本发明的说明书和附带的权利要求书就会一目了然。

本发明涉及一种非晶态金属合金，其分子式如下：

Cr_1-xM_x

其中M是选自包括B，C，P，N，S，Sb和As这一组中的一种元素;并且

当M为B时，X的范围从约为0.04到约0.16;

当M为C时，X的范围从约为0.04到约0.20;

当M为P，N，S，Sb和As时，X的范围从约0.04到约0.30。