專利名稱：Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有大玻璃形成能力、高強(qiáng)度以及 磁性能的Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃。
背景技術(shù)：
非晶態(tài)金屬合金是一類具有短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)特征的金屬或合金， 它們具有很高的綜合力學(xué)性能和獨(dú)特的物理化學(xué)性能。然而由于受到合金的玻 璃形成能力的影響，制備該類材料需要較高的冷卻速率， 一般的臨界冷卻速率 在105K7s。以冷速?gòu)母叩降蜑樾颍Ｓ玫募崩浼夹g(shù)有熔體霧化、薄膜沉積技
術(shù)以及銅輥急冷甩帶技術(shù)，材料形態(tài)常為低維材料如粉末、薄帶等，其應(yīng)用范 圍因此受到很大限制。
從二十世紀(jì)九十年代初以來(lái)，以日本和美國(guó)為首，發(fā)現(xiàn)了一系列具有強(qiáng)玻
璃形成能力的合金成分，其中以Zr基最為易于制備，其臨界冷卻速率僅在1 K/s 量級(jí)，可以用銅模鑄造和水淬等方法制備成三維塊體材料，被稱為塊體金屬玻 璃。塊體金屬玻璃^i異的力學(xué)和物理化學(xué)性能，有望作為作結(jié)構(gòu)材料。此外， 由于這類材料在其過(guò)冷液相區(qū)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)精密快速成型，這種良好的工藝性能 進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用范圍。目前，美、日等國(guó)已發(fā)展出了Zr基、Ti基、Pd基、 Fe基、RE(rare earth)基、Ni基和Cu基等塊體金屬玻璃，并將部分塊體金屬玻璃 材料實(shí)用化，取得了明顯效益。
由于塊體金屬玻璃的性能通常優(yōu)越于與之相對(duì)應(yīng)的晶體合金，這在很大程度上促進(jìn)了人們對(duì)具有獨(dú)特軟磁性能的Fe基和Co基塊體金屬玻璃的研究，這 種磁性能是相應(yīng)晶體合金所不具備的。Co基塊體金屬玻璃具有優(yōu)越的工程應(yīng)用
性能高強(qiáng)度和硬度、優(yōu)良的磁性能和耐蝕性能、高的熱穩(wěn)定性，可作為結(jié)構(gòu) 材料和功能材料；尤其可利用其軟磁性能，制成各種磁性器件應(yīng)用于電力電子 技術(shù)領(lǐng)域，如電流互感器、大功率開(kāi)關(guān)電源、逆變電源和程控交換機(jī)電源的變
壓器、互感器、及傳感器等。然而，和Zr基、Cu基塊體金屬玻璃相比，Co基 合金的玻璃形成能力相對(duì)較弱，難以制備出具有大尺寸的塊體金屬玻璃，且都 是在多組元合金體系中才能形成。目前，已報(bào)道的Co基塊體金屬玻璃大都含有 五個(gè)或五個(gè)以上組元，如報(bào)道的Co-Fe-Si-B-Nb合金體系，形成的塊體金屬玻璃 具有超高強(qiáng)度和良好的磁性能。該體系中形成的塊體金屬玻璃成分為 (C0l.xFex)72B19.2Si4.8Nb4，其中x=0.1 0.4，這些金屬玻璃成分是用部分Fe替代
CO元素形成的；并且基礎(chǔ)成分C072B儀2Si4.8Nb4是源自于Fe72B儀2Si4.8Nb4，這樣
成分的選擇就具有很大的隨意性。而我們?cè)O(shè)計(jì)的塊體金屬玻璃成分，是依據(jù)團(tuán) 簇線判據(jù)先確定基礎(chǔ)三元成分，然后再進(jìn)行優(yōu)化而得到，具有創(chuàng)新性、新穎性。
在Co-B-Si-Ta四元合金體系中還未有塊體金屬玻璃報(bào)道過(guò)，并且在簡(jiǎn)單Co基合 金體系中，形成的金屬玻璃都是以帶狀形式存在，而本發(fā)明中Co-B-Si-Ta典型 的成分可以形成直徑4mm的金屬玻璃棒，成為現(xiàn)有技術(shù)條件下的典型合金。盡 管Co基合金的玻璃形成能力較弱，但獨(dú)特的性能使得它們具有重大的工程應(yīng)用 前景，因此為了拓展磁性金屬玻璃的工業(yè)應(yīng)用，就促使人們不斷去尋找具有大 玻璃形成能力的磁性Co基金屬玻璃體系。
現(xiàn)有的研究表明塊體金屬玻璃常含有多個(gè)組元，且都屬于成分敏感的合 金相，即化學(xué)成分是影響合金玻璃形成能力的關(guān)鍵因素， 一般的，在特定的玻璃形成體系中，具有最強(qiáng)玻璃形成能力的合金成分在相圖上往往接近于點(diǎn)成分， 如果偏離該成分，合金的非晶形成能力將大大降低，因此，制備塊體金屬玻璃 時(shí)，成分的選擇和控制至關(guān)重要。由于能夠形成大尺寸的Co基塊體金屬玻璃大 都含有五個(gè)或五個(gè)以上組元，這樣就存在如下不足①多組元體系成分的優(yōu)化 選擇十分復(fù)雜，目前主要依賴于大量實(shí)驗(yàn)，這必然存在一定的主觀性和隨意性；
②目前在Co-B-Si-Ta四元合金體系中未有塊體金屬玻璃報(bào)道過(guò)。因此，針對(duì)Co 基塊體金屬玻璃的研究現(xiàn)狀，本發(fā)明利用設(shè)計(jì)塊體金屬玻璃成分的"團(tuán)簇線判據(jù)" 以及其它組元對(duì)團(tuán)簇的微合金化原理來(lái)設(shè)計(jì)合金成分，并利用銅模吸鑄工藝發(fā) 展出新的具有大玻璃形成能力的Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是①不能在Co基四元合金體系中制備出直徑達(dá)
到4mm塊體非晶，②在成分選擇上帶有隨意性和優(yōu)化復(fù)雜的不足，并開(kāi)發(fā)出新 的Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃和確定其塊體金屬玻璃的形成范圍及找出最佳 非晶成分合金。
本發(fā)明釆用的技術(shù)解決方案是 一種Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃，包括 Co、 B、 Si和Ta元素，其特殊之處在于
(a) 其成分是在Co-B-Si三元體系基礎(chǔ)上，添加第四組元Ta對(duì)團(tuán)簇線上三元 基礎(chǔ)成分進(jìn)行微合金化形成的；
(b) Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃的成分通式為CoxBySizTam，其中Co元素 的原子百分?jǐn)?shù)x = 64.8 83.7 at. %， B元素的原子百分?jǐn)?shù)y = 9.1 28.3 at. %， Si 元素的原子百分?jǐn)?shù)z = 5.5 9.1 at. % , Ta元素的原子百分?jǐn)?shù)m = 1 8 at %， x+y+z+m=100 at. %;(c) 0)基0)-8-81-丁3體系中典型塊體金屬玻璃成分為0)62.2826.9816.9丁34。
實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案的構(gòu)思是先在Co-B-Si三元基礎(chǔ)體系中，利用與二元團(tuán) 簇相關(guān)的"團(tuán)簇線"成分判據(jù)(即二元團(tuán)簇成分點(diǎn)與第三組元的連線)，確定出在 Co-B-Si三元成分圖中的團(tuán)簇線。在Co-B二元平衡相圖的CoB，Co2B和Co3B的局
域結(jié)構(gòu)中存在兩類以B為心的團(tuán)簇， 一類是CN10的阿基米德反棱柱CO8B3團(tuán)簇；
另一類是CN9三棱柱結(jié)構(gòu)的C07B3、 Co9B和Co9B3團(tuán)簇。分別連接這三個(gè)成分點(diǎn) 與第三組元Si的連線，即構(gòu)成四條團(tuán)簇線C07B3-Si， Co8B3-Si， Co9B-S^nCo9B3-Si。 另一方面，從Co-Si二元出發(fā)，存在另外兩條條團(tuán)簇線C09Si-B、 Co12Si-B，其中 團(tuán)簇Co9Si和Cc^Si是存在于Co-Si相中局域結(jié)構(gòu)的分別以Si為心的三棱柱和截角 八面體團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。Co7B3-Si， Co8BrSi， Co9B-Si和Co9B3-Si團(tuán)簇線與Co9Si-B、 Co12Si-B團(tuán)簇線的交點(diǎn)成分分別為Co66.2B28.3Si5.5， Co68.6B25.7Si5.7, Co7a6B23.5Si5.9, Co83.7B9.3Si7， Co64.8B28Si7.2， Co67.5B25Si7.5， Co,BmSi7.7， ConB^S^.p選取這些團(tuán) 簇線交點(diǎn)成分為基礎(chǔ)成分，然后添加少量的Ta組元對(duì)基礎(chǔ)三元成分進(jìn)行合金化， 以此得到四元合金成分，表示為CoxBySizTam (x+y+z+m=100 at. %)，其中x = 64.8 83.7 at. %， y = 9.1 28.3 at. %， z = 5.5 9.1 at. % ， m = 1 8 at. %。采用高 純度組元元素按上述原子百分比合金成分進(jìn)行配比；然后利用非自耗電弧熔煉 爐對(duì)配比的混合物進(jìn)行多次熔煉，以得到成分均勻的合金錠；最后用銅模負(fù)壓 吸鑄法，制備出直徑為4mm的合金棒，并確認(rèn)塊體金屬玻璃的成分范圍和最佳 成分。
本發(fā)明的效果和益處是①克服了已有技術(shù)不能在Co基四元合金體系中制 備出直徑達(dá)到4 mm塊體金屬玻璃，開(kāi)發(fā)出新的Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃形 成體系；②克服了多組元體系成分選取的任意性，根據(jù)團(tuán)簇線成分判據(jù)確定基礎(chǔ)三元Co-B-Si合金成分，然后添加微量組元對(duì)其進(jìn)行合金化，從而確定了塊體 金屬玻璃的成分范圍，并給出了最佳塊體金屬玻璃成分；③微量合金化元素Ta 的添加提高了基礎(chǔ)三元體系Co-B-Si金屬玻璃的玻璃形成能力，能夠用普通銅模 吸鑄法制備出直徑為4 mm的金屬玻璃棒。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
以下給出制備Co基Co-Si-B-Ta塊體金屬玻璃的方法，包括成分配比稱量、熔 煉和吸鑄，工藝步驟是
步驟一備料
按照設(shè)計(jì)成分中的原子百分比，轉(zhuǎn)換成重量百分比(wt.。/。)，稱取各組元量值， 待用，Co、 B、 Si和Ta原料的純度要求為99。/。以上；
步驟二合金錠的熔煉
將按成分配比稱量的Co、 B、 Si和Ta的混合料，放在電弧熔煉爐的水冷銅柑 堝內(nèi)，采用非自耗電弧熔煉法在氬氣的保護(hù)下進(jìn)行熔煉，，如此反復(fù)熔煉至少3 次，得到成分均勻的Co-B-Si-Ta合金錠；
步驟三塊體金屬玻璃制備
將Co-B-Si-Ta合金錠，置于連有負(fù)壓吸鑄裝備的水 銅坩堝內(nèi)，在氬氣保護(hù) 下用非自耗電弧熔煉法熔煉合金，然后開(kāi)啟負(fù)壓吸鑄裝置，讓合金熔體充入圓 柱形銅模型腔中，冷卻至室溫，得到直徑為4mm的塊體金屬玻璃。以下給出本發(fā)明實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)手段。
首先利用X射線衍射儀(SHIMADZU XRD-6000)對(duì)制得的4 mm合金棒進(jìn)行 結(jié)構(gòu)檢測(cè)，如果衍射圖譜上顯示典型非晶態(tài)特征的漫散饅頭峰，則表明合金為 是塊體金屬玻璃；如果衍射圖譜上出現(xiàn)了尖銳的明銳衍射峰，則表明合金中生 成了大量的晶體相。根據(jù)XRD結(jié)果可確定出能夠用銅模吸鑄法形成直徑為4 mm 的金屬玻璃棒材的成分范圍通式CoxBySizTam (x+y+z+m=100 at. %)，其中x = 64.8 83.7 at. %， y = 9.1 28.3 at. %， z = 5.5 9.1 at. % ， m = 1 8 at. 0/o。
然后利用差示掃描量熱儀(TA Q100 )和差熱分析儀(TA Q600)測(cè)定塊體金 屬玻璃的熱力學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)可以用來(lái)金屬玻璃穩(wěn)定性和形成能力，其中玻 璃轉(zhuǎn)變溫度7^和晶化溫度7;是表征金屬玻璃熱穩(wěn)定性的特征參數(shù)，其值增加表明 非晶抗晶化能力加強(qiáng)，非晶的熱穩(wěn)定性增加。Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃的rg和 ; 值比較高，且數(shù)值相差不大，表明它們均具有較高的熱穩(wěn)定性。約化玻璃轉(zhuǎn)變 溫度7^= 77)是表征非晶形成能力的主要參數(shù)，Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃均具有
較高的7^值，表明它們具有相對(duì)較大的玻璃形成能力。其中，
Ni45.8Fe24.7Bn.7Si7.8Ta4塊體金屬玻璃具有最大的7^值，是具有最佳玻璃形成能力
的合金，其中最佳典型塊體金屬玻璃成分為0)62.2B26.9SUa4。
最后利用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了形成的塊體金屬玻璃的力學(xué)性能，其參數(shù) 為楊氏模量E和斷裂強(qiáng)度印利用硬度計(jì)測(cè)試塊體金屬玻璃的硬度i^，利用振動(dòng) 樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)試塊體金屬玻璃的磁性能，其參數(shù)為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度A和矯頑力 //c。
附表給出了 Co基Co-B-Si-Ta體系中典型塊體金屬玻璃的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。附表Co基Co-Si-B-Ta體系典型塊體金屬玻璃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Experimental BMGs7"xr五札
仏
(at.%)④⑥fG 嶺"(T)(A/m)
C065 9B24 7Si5 4Ta4868934134414310.607152021546640.0916
C。62 2B26 gSis 9Ta4838895132914200.590146019847600.186
C。63 6B27 i5 2Ta4876915132614000.626145020045卯0.0611
844889133014390.587148019046200.130
c064.8B24si7.2Ta48489。7134014340.591150019546800.1219
附表是Co基Co-B-Si-Ta體系典型塊體金屬玻璃的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。T^玻璃化
溫度，t;晶化溫度，7;熔化開(kāi)始溫度，"熔化終了溫度，？y7)約化玻璃轉(zhuǎn)變
溫度。結(jié)果表明該體系塊體金屬玻璃都具有高的熱穩(wěn)定性和大的非晶形成能力，
其中最佳塊體金屬玻璃成分為C062.2B26,sSi6.9Ta4。另外，附表中還給出了塊體金 屬玻璃的硬度仏、楊氏模量￡、壓縮斷裂強(qiáng)度a戶飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度A和矯頑力 私。
附表中給出了 5個(gè)典型塊體金屬玻璃成分C065.9B24.7Si54Ta4 、 Co62.2B26.9Si6.9Ta4、 Co63.6B27.2Si5.2Ta4、 Co67.8B22.6Si5.6Ta4、 Co64.8B24Si7.2Ta4，它ff]都 是用4 at. %的Ta合金化不同的基礎(chǔ)三元團(tuán)簇線交點(diǎn)成分獲得的。其關(guān)系如下 4 at. %的Ta合金化Co68.6B25.7Si5.7時(shí)，得到四元成分(03,68().2573;0.57)967&4= Co65.9B24.7Si5.4Ta4; 4 at %的Ta合金化Co648B28Si72時(shí)，得到四元成分 (Co0.64SB。.28Sio.72)96Ta4= Co62.2B26.9Si6.9Ta4; 4 at. °/。的Ta合金化Co66.2B28.3Si5.5時(shí)， 得到四元成分(0>脇280.28^0.55)96丁&4= Co63.6B272Si5.2Ta4; 4 at. %的Ta合金化
Co70.6B23.5Si5."t得到四元成分(COa706Bo.235Sio.59)96TafC067.8B22.6Si5.6Ta4; 4 at. %的Ta合金化Co67.5B25Si7.5時(shí)，得到四元成分(Coa675Bo.25Si。.75)96Ta4= C065.9B24.7Si5.4Ta4 。
下面結(jié)合附表所給出的塊體金屬玻璃成分，詳細(xì)說(shuō)明Co基Co-B-Si-Ta合金 體系塊體金屬玻璃的實(shí)施方式?，F(xiàn)以由基礎(chǔ)三元團(tuán)簇線交點(diǎn)成分得到的塊體金 屬玻璃C065.9B24.7Si5.4Ta4、 Co62.2B26.9Si6.9Ta4、 Co63.6B27.2Si5.2Ta4、 Co67.8B22.6Si5.6Ta4、 Co64.sB24Si7.2Ta4為例，說(shuō)明Co基Co-B-Si-Ta體系塊體金屬玻璃的制備過(guò)程，并 結(jié)合附表說(shuō)明該體系塊體金屬玻璃的熱力學(xué)特點(diǎn)，力學(xué)性能和磁性能特征。
實(shí)施例一 C065.9B24.7Si5.4Ta4塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試 步驟一成分配比的稱量
設(shè)計(jì)成分時(shí)是按原子百分比進(jìn)行的，在原料稱重過(guò)程中，先將合金原子百
分比(:065.必24.7815.4134轉(zhuǎn)換成重量百分比(:077.385.^3.(^14.4，按比例稱量純度為
99.9。/。的純金屬Co、 B、 Si和Ta的原料，備用；
步驟二合金錠的熔煉
將按上述成分配比的Co、 B、 Si和Ta的混合料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝
內(nèi)，采用非自耗電弧熔煉法在氬氣的保護(hù)下進(jìn)行熔煉，如此反復(fù)熔煉至少3次， 得到成分均勻的合金錠；
步驟三塊體金屬玻璃制備
將合金錠置于連有負(fù)壓吸鑄裝備的水冷銅坩堝內(nèi)，在氬氣保護(hù)下用非自耗 電弧熔煉法熔煉合金，讓合金熔體充入圓柱形銅模型腔中，冷卻至室溫，得到 直徑為4mm的合金棒；步驟四塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試
用X射線衍射儀(Cu K。輻射，其波長(zhǎng)人=0.15406 nm)分析直徑為4 mm合金棒 的相結(jié)構(gòu)，為典型的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征；用差示掃描量熱儀和差熱分析儀測(cè)定了 該金屬玻璃的熱力學(xué)參數(shù)，分別為rg二868K， 7;二934K， ？yr,=0.607，其結(jié)果 列在附表中；用硬度計(jì)測(cè)得維氏硬度值/Z,1520;用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)得楊氏模 量和斷裂強(qiáng)度分別為￡=215GPa， f廣4664MPa;為用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的樣 品的&= 0.09T， i7c = 5A/m。
實(shí)施例二 0062.2826.9816.9化4塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試 步驟-成分配比的稱量
設(shè)計(jì)成分時(shí)是按原子百分比進(jìn)行的，在原料稱重過(guò)程中，先將合金原子百
分比0)62.2826.^6.9丁&4轉(zhuǎn)換成重量百分比0)75.286.(^4.(^14.8，按比例稱量純度為
99.9。/。的純金屬Co、 B、 Si和Ta的原料，備用；
步驟二合金錠熔煉 步驟三塊體金屬玻璃制備
步驟二和步驟三同實(shí)施例一中的步驟二和步驟三； 步驟四塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試
X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，測(cè)得的熱力學(xué)參數(shù)分別為7;^838K， r,=895K， rg/7)=0.59，其結(jié)果列在附表中；用硬度計(jì)測(cè)得維氏硬度值//,1461;
用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)得楊氏模量和斷裂強(qiáng)度分別為￡=196GPa， c^4760MPa; 為用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的樣品的&二0.18T，仏二6A/m。實(shí)施例三(:063.6827.2815.2化4塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試
步驟一成分配比的稱量
設(shè)計(jì)成分時(shí)是按原子百分比進(jìn)行的，在原料稱重過(guò)程中，先將合金原子百 分比C063.6B27.2Si5.2Ta4轉(zhuǎn)換成重量百分比C076.3B6.oSi3.oTa！4.7，按比例稱量純度為
99.9。/。的純金屬Co、 B、 Si和Ta的原料，備用；
步驟二合金錠熔煉 步驟三塊體金屬玻璃制備
步驟二和步驟三同實(shí)施例一中的步驟二和步驟三； 步驟四塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試
X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，觀嶋的熱力學(xué)參數(shù)分別為7^876K, 7;=915K， 7yr,二0.626，其結(jié)果列在附表中；用硬度計(jì)測(cè)得維氏硬度值7^=1450; 用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)得楊氏模量和斷裂強(qiáng)度分別為￡=200GPa， a廣4590MPa; 為用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的樣品的A二0.06T， /fe= 11A/m。
實(shí)施例四<:067.8822.6815.6化4塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試
步驟一成分配比的稱量
設(shè)計(jì)成分時(shí)是按原子百分比進(jìn)行的，在原料稱重過(guò)程中，先將合金原子百 分比Co67.8B22.6Si5.6Ta4轉(zhuǎn)換成重量百分比C07sB4.8Si3.iTa".!,按比例稱量純度為 99.9%的純金屬0)、 B、 Si和Ta的原料，備用；
步驟二合金錠熔煉 步驟三塊體金屬玻璃制備步驟二和步驟三同實(shí)施例 一 中的步驟二和步驟三； 步驟四塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試
X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，測(cè)得的熱力學(xué)參數(shù)分別為rg二844K， rx=889K， ？y"二0.587， y = 0.389，其結(jié)果列在附表中；用硬度計(jì)測(cè)得維氏硬度 值7^=1480;用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)得楊氏模量和斷裂強(qiáng)度分別為￡=190GPa， ?！?620MPa;為用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的樣品的&=0.13 T，仏=10A/m。
實(shí)施例五C064.8B24Si7,2Ta4塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試
步驟一成分配比的稱量
設(shè)計(jì)成分時(shí)是按原子百分比進(jìn)行的，在原料稱重過(guò)程中，先將合金原子百
分比(COa675Bo.25Si瞎5)96Ta4轉(zhuǎn)換成重量百分比C076.3B5.2Si4.oTaw.5，按比例稱量純度
為99.9。/。的純金屬Co、 B、 Si和Ta的原料，備用；
步驟二合金錠熔煉 步驟三塊體金屬玻璃制備
步驟二和步驟三同實(shí)施例一中的步驟二和步驟三； 步驟四塊體金屬玻璃結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試
X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，測(cè)得的熱力學(xué)參數(shù)分別為 ;二848K， rx=907K， 7V7}=0.591，其結(jié)果列在附表中；用硬度計(jì)測(cè)得維氏硬度值/^=1500; 用拉伸壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)得楊氏模量和斷裂強(qiáng)度分別為￡=195GPa， o廣4680MPa; 為用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得的樣品的5^0.12T， 19A/m。
權(quán)利要求
1、一種Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃，包括Co、B、Si和Ta元素，其特征在于(a)其成分是在Co-B-Si三元體系基礎(chǔ)上，添加第四組元Ta對(duì)團(tuán)簇線上三元基礎(chǔ)成分進(jìn)行微合金化形成的；(b)Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃的成分通式為CoxBySizTam，其中Co元素的原子百分?jǐn)?shù)x＝64.8～83.7at.％，B元素的原子百分?jǐn)?shù)y＝9.1～28.3at.％，Si元素的原子百分?jǐn)?shù)z＝5.5～9.1at.％，Ta元素的原子百分?jǐn)?shù)m＝1～8at.％；x+y+z+m＝100at.％；(c)Co基Co-B-Si-Ta體系中典型塊體金屬玻璃成分為Co62.2B26.9Si6.9Ta4。
全文摘要
一種Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。該Co基Co-B-Si-Ta塊體金屬玻璃，包括Co、B、Si和Ta元素，是添加第四組元Ta對(duì)Co-B-Si三元團(tuán)簇線上合金成分進(jìn)行微合金化形成的；其形成塊體金屬玻璃的成分通式為Co_xB_ySi_zTa_m，其中Co元素的原子百分?jǐn)?shù)x＝64.8～83.7at.％，B元素的原子百分?jǐn)?shù)y＝9.1～28.3at.％，Si元素的原子百分?jǐn)?shù)z＝5.5～9.1at.％，Ta元素的原子百分?jǐn)?shù)m＝1～8at.％，x+y+z+m＝100at.％；最典型塊體金屬玻璃成分為Co_62.2B_26.9Si_6.9Ta₄。本發(fā)明的效果和益處是克服了成分選取的隨意性，開(kāi)發(fā)出了新的Co基Co-Si-B-Ta塊體金屬玻璃；Ta對(duì)團(tuán)簇線上三元成分進(jìn)行合金化，確定出了塊體金屬玻璃的成分范圍和最佳成分，能夠用普通銅模吸鑄法制備出最大直徑為4mm的金屬玻璃棒。
文檔編號(hào)C22C45/00GK101613844SQ20091001235
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者朱春雷, 清 王, 王英敏, 羌建兵, 闖 董 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)