專利名稱：：Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及非晶態(tài)合金領(lǐng)域，特別是涉及Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金。技術(shù)背景非晶態(tài)合金是組成原子排列不呈周期性和對稱性的一類新型合金材料。由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)，致使它們具有優(yōu)越的力學(xué)、物理、化學(xué)及磁性能，如高強度、高硬度、耐磨損、耐腐蝕，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。國內(nèi)外科研學(xué)者們經(jīng)過的長期不懈的努力，現(xiàn)己開發(fā)制備出Fe基、Ni基、Zr基、Qi基、Mg基、Co基、Ti基、稀土基等塊體非晶合金(形成完全非晶的臨界尺寸達到毫米量級的非晶合金)。在這些體系中，F(xiàn)e基塊體非晶合金擁有高的機械強度和優(yōu)異的軟磁材料。表1列出了一些已經(jīng)報道的Fe基塊體非晶合金。但是在這些已經(jīng)報道的體系中，F(xiàn)e基非晶形成能力高的體系軟磁性能較差，而軟磁性能優(yōu)異的合金體系卻不具備良好的非晶形成能力。因此，開發(fā)和研制一種兼具優(yōu)良軟磁性能和非晶形成能力的Fe基塊體合金體系具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。表i近年來鐵基非晶合金系列的最大尺寸、開發(fā)年份和文獻出處<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>
發(fā)明內(nèi)容為了開發(fā)出兼?zhèn)鋬?yōu)良軟磁性能和非晶形成能力的Fe基塊體非晶合金體系，本發(fā)明的目的在于提供一種成分簡單，性能優(yōu)良的Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下該系塊體非晶合金包含體積分數(shù)50100%的非晶相，合金化學(xué)分子式為Fe72.xMoxY6B22，其中x為Mo元素的原子百分數(shù)，72-x為Fe元素的原子百分數(shù)，l<x<6。所述非晶合金的組成元素Fe，Mo，Y，B的原料純度都是99.5%99.9%。本發(fā)明具有的有益效果是給出了一個能夠形成軟磁性能優(yōu)異，良好的機械性能和非晶形成能力，熱穩(wěn)定性高的四元合金體系，并確定形成包含體積分數(shù)50100%的非晶相的塊體(最小尺寸大于2mm)合金的成分范圍。該體系非晶態(tài)合金的優(yōu)異性意味著其是一種具有應(yīng)用前景的功能材料，同時對非晶態(tài)合金的理論研究和體系開發(fā)產(chǎn)生重要意義。圖1為按照實施例1制備的Fe69M03Y6B22和Fe6sM04Y6B22塊體非晶合金的力學(xué)壓縮性能曲線。圖2為按照實施例1、2制備的Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金的XRD圖；圖3為按照實施例1，2制備的Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金的DSC圖；具體實施方式步驟l:熔煉Fe72-xM"Y6B22合金錠子，其中x為Mo元素的原子百分數(shù)l<x<6。步驟2:采用單輥甩帶法、吹鑄法或吸鑄法將步驟1得到的合金錠子制成塊體或條帶樣品。步驟3:用X射線衍射法表征所得樣品的結(jié)構(gòu)，用差示掃描量熱法獲得樣品的熱力學(xué)參數(shù)。步驟4:用力學(xué)性能試驗機表征制備的柱狀樣品的機械性能。步驟5:用磁學(xué)測試儀器(包括振動磁強儀，B-H回線示波器和磁阻分析儀)檢測條帶合金樣品的磁學(xué)性能。實施例1:該實施例采用吹鑄法制備直徑2mm的Fe69M03Y6B22塊體非晶合金棒。步驟l:將純度為99.8%的Fe和純度為99.9%的Mo按Fe7。Mo3o(質(zhì)量百分比)配比在真空背底的高純氬氣氛下高頻電磁感應(yīng)熔煉均勻，破碎并置于酒精中步驟2:按原子百分比Fe69M03Y6B22稱量FeMo預(yù)合金,純度為99.8%的純Fe,以及純度均為99.5Q/。的Y和單晶B，在鈦吸附的氬氣氛中電弧熔煉，獲得混合均勻的合金錠子。步驟3:把步驟2獲得的錠子破碎成小塊，并置于酒精中超聲波清洗。步驟4:將步驟3得到的小塊合金裝入下端幵口的石英管中，在真空中感應(yīng)加熱，用高純氬氣把熔融的合金液吹入內(nèi)徑2mm的水冷銅模中，制得塊體非晶合金。歩驟5:用x射線衍射法表征該塊體非晶的結(jié)構(gòu)。步驟6:用差示掃描量熱法獲得該塊體樣品的熱力學(xué)參數(shù)。步驟7:用力學(xué)試驗設(shè)備測試樣品的壓縮斷裂強度。圖1為所得的壓縮性能曲線。實施例1獲得的各項性能如表2所示。實施例2:該實施例采用吸鑄法制備直徑5.5mm的Fe6sMo4Y6B22塊體非晶合金棒。步驟1:將純度為99.8%的Fe和純度為99.9%的Mo按Fe7。Mo3。(質(zhì)量百分比)配比在真空背底的高純氬氣氛下高頻電磁感應(yīng)熔煉均勻，破碎并置于酒精中超聲波清洗。步驟2:按原子百分比Fe6sM04Y6B22稱量FeMo預(yù)合金，純度為99.8%的純Fe，以及純度均為99.5%的Y和單晶B，在鈦吸附的氬氣氛中電弧熔煉，獲得混合均勻的合金錠子。步驟3:把步驟2獲得的錠子破碎成小塊，并置于酒精中超聲波清洗。步驟4:將步驟3得到的小塊合金在鈦吸附的氬氣氛中電弧熔煉，當合金處于完全熔融狀態(tài)時候利用壓力差將其吸入內(nèi)徑5.5mm的水冷銅模中，制得塊體非晶合金。步驟5:用x射線衍射法表征該塊體非晶的結(jié)構(gòu)，圖2為該樣品的x射線衍射圖。步驟6:用差示掃描量熱法獲得該塊體樣品的熱力學(xué)參數(shù)。圖3為DSC曲線。由圖2和圖3可知該實施例獲得了直徑為5.5mm的塊體非晶合金。實施例1獲得的各項性能如表2所示。實施例3:該實施例采用吹鑄法制備厚度為30iim成分為Fe67M05Y6B22連續(xù)非晶條帶樣品。步驟1:將純度為99.8%的Fe和純度為99.9%的Mo按Fe7。Mo3o(質(zhì)量百分比)配比在真空背底的高純氬氣氛下高頻電磁感應(yīng)熔煉均勻，破碎并置于酒精中超聲波清洗。步驟2:按原子百分比Fe67MosY6B22稱量FeMo預(yù)合金，99.8%的純鐵以及純度均為99.5%的純Y和單晶B，在鈦吸附的氬氣氛中電弧熔煉，獲得混合均勻的合金錠于。步驟3:把步驟2獲得的錠子破碎成小塊，并置于酒精中超聲波清洗。步驟4:將步驟3得到的小塊合金裝入下端開口的石英管中，在真空中感應(yīng)加熱，用高純氬氣把熔融的合金液吹到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上(轉(zhuǎn)速30m/s),制得連續(xù)的合金條帶。步驟5:用x射線衍射法表征該條帶樣品的結(jié)構(gòu)。步驟6:用差示掃描量熱法獲得該條帶樣品的熱力學(xué)參數(shù)。歩驟7:用磁學(xué)測試儀器(振動磁強儀，B-H回線示波器和磁阻分析儀)檢測條帶合金樣品的磁學(xué)性能。實施例4:該實施例采用吹鑄法制備直徑3.5mm的？67(^102￥6822塊體非晶合金棒。歩驟1:將純度為99.8%的Fe和純度為99.9%的Mo按Fe7oMo3。(質(zhì)量百分比)配比在真空背底的高純氬氣氛下高頻電磁感應(yīng)熔煉均勻，破碎并置于酒精中超聲波清洗。步驟2:按原子百分比Fe7。Mo2Y6B22稱量FeMo預(yù)合金,純度為99.8%的純Fe，以及純度均為99.5W的Y和單晶B，在鈦吸附的氬氣氛中電弧熔煉，獲得混合均勻的合金錠子。步驟3:把步驟2獲得的錠子破碎成小塊，并置于酒精中超聲波清洗。步驟4:將步驟3得到的小塊合金裝入下端開口的石英管中，在真空中感應(yīng)加熱，用高純氬氣把熔融的合金液吹入內(nèi)徑3.5mm的水冷銅模中，制得塊體非晶合金。步驟5:用X射線衍射法表征該塊體非晶的結(jié)構(gòu)。步驟6:用差示掃描量熱法獲得該塊體樣品的熱力學(xué)參數(shù)。表2Fe69Mo3Y6B2^[]Fe68Mo4Y6B22塊體非晶合金的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金，其特征在于該系塊體非晶合金包含體積分數(shù)50～100％的非晶相，合金化學(xué)分子式為Fe72-xMoxY6B22。其中x為Mo元素的原子百分數(shù)，72-x為Fe元素的原子百分數(shù)，1＜x＜6。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金，其特征在于所述非晶合金的組成元素Fe，Mo，Y，B的原料純度都是99.5X99.9X。全文摘要本發(fā)明公開了一種Fe-Mo-Y-B系塊體非晶合金。該系塊體非晶合金包含體積分數(shù)50～100％的非晶相，合金化學(xué)分子式為Fe<sub>72-x</sub>Mo<sub>x</sub>Y<sub>6</sub>B<sub>22</sub>，其中x為Mo元素的原子百分數(shù)，72-x為Fe元素的原子百分數(shù)，1＜x＜6。該系塊體非晶合金成分簡單，只包含四種元素，熱穩(wěn)定性高、軟磁性能優(yōu)異，同時擁有良好的機械性能和非晶形成能力。文檔編號C22C45/00GK101130850SQ20071015602公開日2008年2月27日申請日期2007年10月9日優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日發(fā)明者常振宇,蔣建中,黃興民申請人:浙江大學(xué)