一种五元镁基非晶合金
阅读：1052发布：2020-05-29
专利汇可以提供一种五元镁基非晶合金专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种五元镁基非晶 合金 ，属于非晶合金技术领域，其特征为：采用楔形 铜 模 铸造 法制备五元镁基非晶合金，分别用Zn元素部分替代Cu元素，用Nd元素部分替代Y元素，制备出Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元镁基非晶合金。采用市售的高纯(99.9％ 质量 分数) 块 状金属为原始材料，先将Cu-Y经 电弧 熔炼成中间合金，再与纯Mg和纯Zn一起放入到带有双通气空(加热时通入惰性气体保护用)的低 碳 钢 坩锅中，在 电阻 炉中加热至750℃，保温2h，期间定期轻摇坩锅以使合金液均匀，然后浇注到事先烘干的楔形铜模中。，下面是一种五元镁基非晶合金专利的具体信息内容。
一种五元镁基非晶合金
技术领域
[0001] 本发明属于非晶合金技术领域，特指一种五元镁基非晶合金。
背景技术
[0002] 镁是所用结构用金属及合金材料中密度最低的。与其它金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工业领域具有及其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并被称为21世纪的绿色工程材料。在一般镁合金基础上，利用快速凝固技术发展起来的非晶态镁合金具有无定型原子结构，与对应的晶态合金相比，力学性能大大提高，合金强度和延展性得到了明显改善。此外，由于其独特的原子无序结构，兼有一般金属和玻璃的特性，呈现独特的物理化学特性。
[0003] 原子尺度差别是影响非晶态合金的形成倾向与稳定性的主要因素之一。若原子尺度的差异增加，则会显著地增加非晶态合金的形成倾向和稳定性。若原子之间的尺寸比例越大，则液相中原子堆积密集度越大，原子移动激活能增大，使固-液界面能增大，增加了原子的移动难度，从而抑制结晶相的形核，提高合金的非晶形成能力。过渡族元素Nd、Y原子半径与主要构成元素Mg、Cu、Zn之间的原子半径差大于12％，并且Zn、Nd元素的加入使组成元素种类达到了五种。符合非晶态合金成分设计的“混乱”原则，能形成紧密的随机堆垛结构，使得原子的扩散困难，增大了形成复杂化合物的长程原子重新分配的难度，抑制了结晶形核，从而大大提高了非晶形成能力。
发明内容
[0004] 本发明开发出一种五元镁基非晶合金，其特征为：采用楔形铜模铸造法制备五元镁基非晶合金，分别用Zn元素部分替代Cu元素，用Nd元素部分替代Y元素，制备出Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元镁基非晶合金。采用市售的高纯(99.9％质量分数)块状金属为原始材料，先将Cu-Y经电弧熔炼成中间合金，再与纯Mg和纯Zn一起放入到带有双通气空(加热时通入惰性气体保护用)的低碳钢坩锅中，在电阻炉中加热至750℃，保温2h，期间定期轻摇坩锅以使合金液均匀，然后浇注到事先烘干的楔形铜模中。
[0005] Mg65Cu25Y10块体非晶合金也是采用楔形铜模铸造法制备的，采用市售的高纯(99.9％质量分数)块状金属为原始材料，先将Cu-Y经电弧熔炼成中间合金，再与纯Mg一起放入到带有双通气空(加热时通入惰性气体保护用)的低碳钢坩锅中，在电阻炉中加热至750℃，保温2h，期间定期轻摇坩锅以使合金液均匀，然后浇注到事先烘干的楔形铜模中。图1为利用此方法制备的Mg65Cu25Y10块体非晶合金的XRD分析图谱。从图中可以发现，在此实验条件下所制得的非晶合金的最大尺寸为3mm，当尺寸增大到3.5mm时，有晶体相所对应的尖锐峰存在，而不是单一的非晶“馒头峰”。
[0006] 制备出的五元Mg基块体非晶合金，如图2所示，图2是Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元合金体系不同尺寸下的XRD图。从图1中可以看到，Mg65Cu25Y10三元合金，其能形成完全非晶态的最大尺寸为3mm。当用3％的Zn替代Cu，用5％的Nd替代Y而形成Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元合金时，合金的非晶形成能力明显提高。从图2的XRD图谱中可以看到，利用楔型模可得到完全非晶合金态厚度达4.5mm的楔型试样，这比三元的Mg65Cu25Y10合金的最大尺寸增大了近1.5mm。
附图说明
附图说明
[0007] 图1Mg65Cu25Y10合金不同尺寸铸态板心部XRD图谱
[0008] 图2Mg65Cu22Zn3Y5Nd5合金不同尺寸铸态板心部XRD图谱
具体实施方式
[0009] 实施例1
[0010] 采用楔形铜模铸造法制备五元镁基非晶合金，分别用Zn元素部分替代Cu元素，用Nd元素部分替代Y元素，制备出Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元镁基非晶合金。采用市售的高纯(99.9％质量分数)块状金属为原始材料，先将Cu-Y经电弧熔炼成中间合金，再与纯Mg和纯Zn一起放入到带有双通气空(加热时通入惰性气体保护用)的低碳钢坩锅中，在电阻炉中加热至750℃，保温2h，期间定期轻摇坩锅以使合金液均匀，然后浇注到事先烘干的楔形铜模中。从图2可以看到，当用3％的Zn替代Cu，用5％的Nd替代Y而形成Mg65Cu22Zn3Y5Nd5五元合金时，利用楔型模可得到完全非晶合金态厚度达4.5mm的楔型试样。
[0011] 对比例
[0012] 采用楔形铜模铸造法制备Mg65Cu25Y10块体非晶合金，采用市售的高纯(99.9％质量分数)块状金属为原始材料，先将Cu-Y经电弧熔炼成中间合金，再与纯Mg一起放入到带有双通气空(加热时通入惰性气体保护用)的低碳钢坩锅中，在电阻炉中加热至750℃，保温2h，期间定期轻摇坩锅以使合金液均匀，然后浇注到事先烘干的楔形铜模中。图1为利用此方法制备的Mg65Cu25Y10块体非晶合金的XRD分析图谱。从图1中可以看到，在此条件下所制得的非晶合金的最大尺寸为3mm，当尺寸增大到3.5mm时，有晶体相所对应的尖锐峰存在，而不是单一的非晶“馒头峰”。
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