專利名稱：Ti基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，涉及一種不含有毒元素Be和貴金屬組元的大玻璃 形成能力的Ti基塊體金屬玻璃。
背景技術(shù)：
非晶合金具備短程有序長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)特征，通常具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能與獨(dú)特 的物理化學(xué)性能。一般的，合金的玻璃形成能力相對(duì)較低，在較高的冷速下(一般的臨界冷 卻速率在ιοχ/s)，合金液體凝固才能避免結(jié)晶而形成非晶態(tài)。因此，早期的非晶合金材料 通常是通過(guò)急冷技術(shù)(如熔體霧化、薄膜沉積技術(shù)以及銅輥急冷甩帶技術(shù)等)來(lái)制備的，呈 低維的粉末或絲帶狀，這大大限制了非晶合金材料的應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)九十年代開(kāi)始，日本和美國(guó)科學(xué)家率先發(fā)現(xiàn)了具有大玻璃形成能力的合 金成分系列，它們的合金熔體可通過(guò)普通銅模鑄造和水淬等方法在常規(guī)冷速下(臨界冷速 度可達(dá)lK/s量級(jí))凝固形成三維尺寸的非晶合金，即塊體金屬玻璃。這種塊體金屬玻璃突 破了傳統(tǒng)低維非晶合金的尺寸限制，大大拓展了非晶合金應(yīng)用范圍，有望作為先進(jìn)材料在 眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。于此同時(shí)，塊體金屬玻璃通常具有良好的熱穩(wěn)定性，特別是過(guò)冷液相區(qū) 的存在，使塊體金屬玻璃在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)很容易實(shí)現(xiàn)(超)精密成型，這一特性進(jìn)一步拓展 了塊體金屬玻璃材料的應(yīng)用空間。目前，美、日等國(guó)已發(fā)展出了 ττ基、Pd基、Fe基、RE (稀 土)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，取得了成功。Ti基塊體金屬玻璃合金具有低密度、高強(qiáng)度、出色的抗蝕性能以及良好的生物相 容性的特性，可用作結(jié)構(gòu)工程材料和生物醫(yī)學(xué)材料，受到人們廣泛關(guān)注。但是，較小的玻璃 形成能力(GFA)大大制約了 Ti基金屬玻璃材料的發(fā)展與應(yīng)用。最近，韓國(guó)的Kim小組和日 本的Inoue小組發(fā)現(xiàn)金屬Be和Pd可有效提高Ti基合金的玻璃形成能力，并發(fā)展出大GFA 的Ti基塊體金屬玻璃，其典型成分分別為Ti4ciZr25Ni8Cu9Be18 (非晶形成的臨界尺寸為18mm) 和Ti4(1Zr1(1Cu36_xPd14SnxXSn = 0-6 (其臨界尺寸為IOmm)；但Be及其蒸氣的毒副作用與貴金屬 Pd的高成分大大制約了這些Ti基金屬玻璃的發(fā)展。目前，如何在不含Be和貴金屬的Ti基 合金系中制備出大尺寸的金屬玻璃是Ti基金屬玻璃研究的熱點(diǎn)之一。例如，北航的張濤小 組在Ti-Zr-Cu-Ni系中制備出直徑為3mm的棒狀樣品；而在Ti-Zr-Cu-Ni-Sn體系中，目前 報(bào)道的最大玻璃形成能力的合金可形成5mm的金屬玻璃棒，其成分為Ti5Jr5Cu25Ni15Sn5，但 由于其GFA有限，導(dǎo)致結(jié)果重復(fù)性較差，在我們的制備條件下，該合金的形成非晶的臨界尺 寸不超過(guò)3mm;此外，其它所有報(bào)道的Ti-Zr-Cu-Ni-Sn合金，其形成玻璃的臨界尺寸都低于 4mm ο另一方面，塊體金屬玻璃成分一般為多組元，成分復(fù)雜。而且，目前在塊體金屬玻 璃成分的設(shè)計(jì)方面尚缺乏有效的定量判據(jù)作指導(dǎo)。雖然日本^oue的金屬玻璃形成的經(jīng)驗(yàn) 三原則及美國(guó)Turnbull等人的深共晶模型等理論在一定程度上給合金成分的選擇提供了 方向，但大部分塊體金屬玻璃的成分還是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)篩選與優(yōu)化的，這大大影響 了合金開(kāi)發(fā)效率，并造成了大的人財(cái)物等資源消耗。
針對(duì)Ti基塊體金屬玻璃的研究現(xiàn)狀，本發(fā)明利用“團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型定 量設(shè)計(jì)和確定Ti-Zr-Cu(-Ni)-Sn系中可形成塊體玻璃的合金成分范圍，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Ti基塊體金屬玻璃合金系列。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是①在不含有毒元素(例如Be)和貴金屬元素(如Pd) 的體系中，開(kāi)發(fā)出具有較大形成能力(臨界尺寸超過(guò)5mm)的Ti基塊體金屬玻璃系列；②在 成分選擇和優(yōu)化上，克服傳統(tǒng)嘗試法的任意性和繁雜性。在本發(fā)明中，我們將采用“雙團(tuán)簇 +連接原子”結(jié)構(gòu)模型，以Ti-Cu 二元系為基礎(chǔ)發(fā)展多組元體系并進(jìn)行定量成分設(shè)計(jì)，選擇 和確定具有大形成能力的Ti基塊體金屬玻璃成分系列。本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是一種多組元Ti基金屬玻璃，含有Ti，Zr，Cu，Sn，可 含有Ni組元，其特征在于(a)根據(jù)“雙團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型定量設(shè)計(jì)出Ti基多組元玻璃形成合金成 分，具體成分區(qū)間為 Ti60_50Zr3.0-7.5Cu21_32.5Nii8-7.0Sn2.0-4.0 & Ti40.6Zr9.4Cu31.3_46.9Ni15.6_0Sn3.i (原 子百分比)，可得到不同尺寸的棒狀塊體金屬玻璃樣品。其中Ti4a6Zi^ Wu37Ma6Nim3Sr^1 成分處的玻璃形成臨界尺寸為7mm，是目前GFA最大的不含Be和貴金屬組元的Ti基合金。(b)上述可形成塊體玻璃的成分中包括了不含Ni的Ti基Ti-Zr-Cu-Sn塊體玻璃 合金成分，可以消除Ni元素對(duì)人體的副作用，具有良好的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案的構(gòu)思是利用我們自行發(fā)展的“雙團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型 來(lái)定量設(shè)計(jì)Ti-Zr-Cu-Ni-Sn系玻璃合金成分?！半p團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型是基于先前 “團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型發(fā)展而來(lái)的，這里的“雙團(tuán)簇”源自于基礎(chǔ)二元共晶點(diǎn)兩側(cè)的共 晶相關(guān)相的局域結(jié)構(gòu)，將非晶結(jié)構(gòu)視為共晶相關(guān)的雙團(tuán)簇和各自的連接原子構(gòu)成，據(jù)此，可 得到合金的組成為{[團(tuán)簇1](連接原子l)x} + {[團(tuán)簇2](連接原子2) χ}，合金的約化成 分式為[約化團(tuán)簇](約化連接原子)χ，χ為每個(gè)(約化)團(tuán)簇對(duì)應(yīng)的(約化)連接原子 個(gè)數(shù)，根據(jù)合金(約化)成分式，可直接定量計(jì)算出合金中各組元的百分比含量。為滿足團(tuán) 簇堆垛的拓?fù)涿芏岩螅B接原子一般占據(jù)團(tuán)簇間的八面體或四面體間隙，這樣，每個(gè)團(tuán)簇 對(duì)應(yīng)的連接原子個(gè)數(shù)X，一般取值1或3(參見(jiàn)Dong C，Wang Q,Qiang J B, et al，J.Appl. Phys. D，2007，49 :R273)?，F(xiàn)以本發(fā)明中的Ti-Cu基礎(chǔ)體系為例，說(shuō)明Ti-Cu金屬玻璃合金的(約化)成分 式的建立過(guò)程。在Ti-Cu相圖中存在富鈦共晶點(diǎn)Ti57Cu43，其兩側(cè)的共晶相關(guān)相為TiCu相 (AuCu型)和Ti2Cu相(MoSi2S),在此兩相中都存在以Cu為心的Ti8Cu5局域結(jié)構(gòu)團(tuán)簇(表 示為Cu-Cu4Ti8，“-”前表示團(tuán)簇中心原子，后面為殼層原子)，但兩團(tuán)簇的密堆稍有不同。 Ti57Cu43共晶點(diǎn)可用團(tuán)簇成分式表示為 Cul+[Cu-Cu4Ti8] Cul = [Ti8Cu5]Cul (約化團(tuán)簇成分式)=Ti57.Ci^1
(對(duì)應(yīng)的合金化學(xué)成分)^ Ti57Cu43 (實(shí)際共晶點(diǎn)成分)，其中，Cu為心的團(tuán)
簇Cu-Cu4Ti8 ( = Ti8Cu5)分別來(lái)自TiCu和Ti2Cu共晶相關(guān)相，連接原子都為1個(gè)Cu。 二元共晶點(diǎn)是易形成非晶成分，它是發(fā)展多組元塊體玻璃形成體系的基石。以Ti57Cu43 共晶點(diǎn)的“雙團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型，即[Cu-Cu4Ti8]Cul+ [Cu-Cu4Ti8]Cul,為基
4礎(chǔ)，根據(jù)近似元素(比如原子尺寸類似，或化學(xué)性質(zhì)類似)替換原則，在Ti-Cu 二元基 礎(chǔ)“雙團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)中引入合金化元素，實(shí)現(xiàn)Ti-Cu 二元系的多組元化以提 高合金的GFA。例如，我們用ττ替換Ti，用Ni替換Cu，同時(shí)Sn去替換連接原子Cu [Cu-Cu2Ni2Ti6Zr2]Nil-[Cu-Cu3NiTi7&l]Snl，據(jù)此，得到以多組元合金的約化團(tuán)簇成分 式——[Cu-Cu2. 5Ν 1. 5Τ 6. 5Zrl. 5] (NiO. 5SnO.幻，可直接定量計(jì)算出該合金的化學(xué)組成 為Ti46. 4ZrlO. 6Cu28. 6Ν 10. 7Sn3. 6，實(shí)驗(yàn)證明，該成分處可形成4mm的塊體玻璃棒(參加 附表)。類似的，在保證Ti為基體組元的前提下，通過(guò)對(duì)Ti-Cu 二元基礎(chǔ)“雙團(tuán)簇+連接原 子”結(jié)構(gòu)中殼層與連接原子組元個(gè)體的不同程度替代，我們獲得Ti含量處于50 60at. % 的Ti-Zr-Cu-Ni-Sn系塊體金屬玻璃成分系列Ji.JrMuCi^uNimaSr^H.。。上面是Ti-Cu 二元“雙團(tuán)簇+連接原子”模型中連接原子數(shù)χ為1(即χ = 1)時(shí) 的情形，可成功解析Ti57Cu43共晶點(diǎn)，并此為基礎(chǔ)發(fā)展出Ti6Q_5QZr3. Q_7.5Cu21_32.5Ni18_7.0Sn2.。_4. Q 塊體金屬玻璃成分系列。當(dāng)連接原子數(shù)χ取3時(shí)，將得到Ti-Cu 二元“雙團(tuán)簇+連接原子” 結(jié)構(gòu)模型的另一種團(tuán)簇表達(dá)式[Cu-Cu4Ti8]Cu3+[Cu-Cu4Ti8]Cu3，其約化團(tuán)簇成分式為 [Ti8Cu5]Cu3，正好對(duì)應(yīng)Ti50Cu50成分，這也是一個(gè)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的GFA較好的Ti-Cu 二元 成分。以該[Cu-Cu4Ti8]Cu3+[Cu-Cu4Ti8]Cu3 二元“雙團(tuán)簇+連接原子”成分式為基礎(chǔ)，與 [Cu-Cu4Ti8]Cul+[Cu-Cu4Ti8]Cul情況類似，利用相似元素替代方法，我們可得到Ti含量 相對(duì)較低( 40at. % )的Ti基Ti4a6^v4Cu31H9Ni15ItlSnil塊體金屬玻璃成分系列。采用高純度組元元素，按所上述設(shè)計(jì)的合金成分進(jìn)行配料；利用非自耗電弧熔煉 爐對(duì)所配合金進(jìn)行多次熔煉，以得到成分均勻的合金錠；然后采用銅模鑄造法，制備出不同 直徑O IOmm)的合金棒，分析和確認(rèn)塊體金屬玻璃的成分范圍與熱力學(xué)特性。本發(fā)明的效果和益處是①在不含有毒元素Be和貴金屬Pd的體系中，制備出了大 形成能力的Ti基金屬玻璃，臨界尺寸可達(dá)7mm ；②克服了復(fù)雜合金體系中組元間成分配比 的選取任意性問(wèn)題，根據(jù)“雙團(tuán)簇+連接原子”模型可定量設(shè)計(jì)合金成分，進(jìn)而確定出塊體 金屬玻璃的形成范圍；③考慮到M元素對(duì)人體會(huì)有一定副作用。本發(fā)明發(fā)展出不含M的 Ti-Zr-Cu-Sn金屬玻璃合金新體系，具有很好的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。以下給出制備Ti基多組元塊體金屬玻璃的方法，包括成分配比稱量、熔煉和吹 鑄，工藝步驟是步驟一設(shè)計(jì)成分與備料按照設(shè)計(jì)成分中的原子百分比，轉(zhuǎn)換成重量百分比(wt. % )，稱取合金各組元重 量，待用，高純度金屬原料Ti為99. 99%，^ 為99. 99%，Cu為99. 99%，Ni為99. 99%, Sn 為 99. 99%。步驟二 合金錠的熔煉 將按成分配比稱量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放入水冷銅坩堝中，采用非自耗電弧熔煉法在氬氣的保護(hù)下進(jìn)行融化，之后利用吸鑄方法制備出不同尺寸的棒狀樣品。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(Bruker D8)對(duì)制得的不同直徑合金棒進(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晶體相。根據(jù)XRD結(jié)果可確定出 能夠用銅模吸鑄法形成的不同直徑金屬棒材是否為金屬玻璃。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)表征金屬玻璃穩(wěn)定性和形成能力，其中玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg 和晶化溫度Tx是表征金屬玻璃熱穩(wěn)定性的特征參數(shù)，其值增加其值增加表明非晶抗晶化能 力加強(qiáng)，非晶的熱穩(wěn)定性變高；U = TZT1)是表征合金GFA的重要參數(shù)，其值高，表明合金 的玻璃形成能力強(qiáng)。附表是本發(fā)明中典型Ti基塊體金屬玻璃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。Tg玻璃化溫度，Tx為初始 晶化溫度，Tg和Tx均在40K/min的加熱速率下測(cè)得；Tm和T1分別為合金的熔化開(kāi)始與終了 溫度，在20K/min加熱速率下測(cè)得。本發(fā)明開(kāi)發(fā)的Ti基塊體金屬玻璃新合金均具有較高的 Trg ( > 0. 56)，表明這些合金都具有良好的GFA，這與表中列出的合金的實(shí)際玻璃形成臨界 尺寸一致。附表Ti基多組元體系典型塊體金屬玻璃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果合金成分臨界尺寸 Tg/K T1A Tm/K T1A Trg =
VT1Τ 50'Zr7.]Cu28j6Ni10.7SH3 63mm686710115012210. 562
Τ 50'Zr7.]Cu25Ni14. 3如3· 63mm688712115012340. 558
Ti46.4ΖΓ].0. 6^28,■ 6Ni10. 7SH3 64mm68370611181209 0. 565
Ti40.6ZrE).4Cu37.；5Ni9.4SH3.17mm703737109112230. 575
Ti40.6ZrE).4CU40.(3Ni6.3SH3 16mm698727105312130. 576
Ti40.6ZrE).‘ Ni3.2SH3 16mm694724104412110. 573
Ti40.6ZrE). 3Sn3.14mm630717108112290. 561下面結(jié)合附表所給出的成分，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中典型Ti基塊體金屬玻璃的實(shí)施 方式?，F(xiàn)以 Ti5tlZr7. Au2i^6Ni io.7Sn3.6、Ti40.6Zr9.4Cu37.5Ni9.4Sn3· ι 和 Ti40.6^ 4Cu46_gSn3. ι 為例，說(shuō) 明該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)。實(shí)施例ITi5tlZr7. !Cu28j6Ni 10.7Sn3.6塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試步驟一成分的確定及成分配比的稱量從[Cu-Cu4Ti8]Cul+[Cu_Cu4Ti8]Cul基礎(chǔ)團(tuán)簇成分式出發(fā)設(shè)計(jì)成分々近似元素替代合金化，得到[Cu-Cu2Ni2Ti7&l]Nil-[Cu-Cu3NiTi7Zrl]Snl或 約化團(tuán)簇成分式[Cu-Cu2. 5Nil. 5Ti7Zrl] (NiO. 5SnO. 5)=>計(jì)算出合金組元的原子百分比TI5ci^Y1Cum6Niia7Sn3.6。轉(zhuǎn)換成稱量用的重量百分比為Ti4Q.sZruCu^Ni^SrvJwt.% )然后依據(jù)合金總質(zhì)量為4g，按配比稱量各種純度的純金屬組元備用；步驟二 合金錠的熔煉將稱量好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3次，得到成分均勻的合金錠；步驟三不同尺寸鑄態(tài)合金棒的制備利用銅模吸鑄法將合金錠吸鑄成2 IOmm的棒狀樣品；步驟四塊體金屬玻璃的臨界尺寸確定與性能測(cè)試用X射線衍射儀(Cu Ka輻射，λ = 0. 15406nm)分析合金棒，結(jié)果表明該合金的 玻璃形成的臨界直徑為3mm。3mm銅模鑄棒具有典型的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征；用差示掃描量熱 儀和差熱分析儀測(cè)定了該塊體金屬玻璃的熱力學(xué)參數(shù)，分別為Tg = 686K，Tx = 710K, Tffl = 1150K, T1 = 1221K ；實(shí)施例2Ti4a Jr9. Wui5Nia4Sr^1塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試步驟一成分的確定及成分配比的稱量從[Cu-Cu4Ti8]Cu3+[Cu-Cu4Ti8]Cu3基礎(chǔ)團(tuán)簇成分式出發(fā)設(shè)計(jì)成分。近似元素替代合金化，得到[Cu-Cu4Ti6Zr2]Cu2Sn- [Cu_Cu4Ti 7Zr 1 ] Ni 3=>計(jì)算出合金組元的原子百分比Ti4af^ra4CUi5Nia4Sn11二轉(zhuǎn)換成稱量用的重量百分比為Ti31. Jr14. Au39Ni9Sn6 (wt. % )然后依據(jù)合金總質(zhì)量為4g，按配比稱量各種純度的純金屬組元備用；步驟二 合金錠熔煉步驟三不同尺寸鑄態(tài)合金棒的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的臨界尺寸確定與性能測(cè)試X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，結(jié)果表明該合金的玻璃形成的臨界直徑為 7mm ；該塊體金屬玻璃測(cè)得的熱力學(xué)參數(shù)分別為Tg = 703K, Tx = 737K，Tm = 1091K, T1 = 1223K ；實(shí)施例3Ti4a6&9.4Cu46.9Sn3.工塊體金屬玻璃制備及其性能測(cè)試步驟一成分的確定及成分配比的稱量從[Cu-Cu4Ti8]Cu3+[Cu-Cu4Ti8]Cu3基礎(chǔ)團(tuán)簇成分式出發(fā)設(shè)計(jì)成分力近似元素替代合金化，得到[Cu-Cu4Ti6Zr2]Cu2Sn_[Cu-Cu4Ti7Zrl]Cu3j計(jì)算出合金組元的原子百分比Ti4a6Zra4Cu4f^9Snil轉(zhuǎn)換成稱量用的重量百分比為Ti31.6Zr13.9Cu48.5Sn6(wt·% )然后依據(jù)合金總質(zhì)量為4g，按配比稱量各種純度的純金屬組元備用；步驟二 合金錠熔煉步驟三不同尺寸鑄態(tài)合金棒的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的臨界尺寸確定與性能測(cè)試X射線檢測(cè)和熱分析測(cè)試同實(shí)施例一，結(jié)果表明該合金的玻璃形成的臨界直徑為 4mm ；該塊體金屬玻璃測(cè)得的熱力學(xué)參數(shù)分別為Tg = 630K, Tx = 717K，Tm = 1081K, T1 = 1229K。
權(quán)利要求
1. 一種Ti基塊體金屬玻璃，其特征在于不含有毒元素Be和高成本的貴金屬Pd，據(jù) “雙團(tuán)簇+連接原子”結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)出鈦基Ti-Zr-Cu(-Ni)-Sn塊體金屬玻璃，其形成塊體玻璃的典型成分范圍為TI60-S0Zr3.0-7. 5Cu21-32. 5Ni 18_7.0Sn2.0_4.0 及 Ti40.6Zr9.4Cu3L 3_46.9Ni15.6_0Sn3.! (原子百分比)。
全文摘要
一種Ti基塊體金屬玻璃，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于含有Ti，Zr，Cu(或Ni)，Sn組元；玻璃形成能力大，且不含有毒的Be和價(jià)高的貴金屬組元；據(jù)“雙團(tuán)簇+連接原子”非晶設(shè)計(jì)定量準(zhǔn)則，并結(jié)合類似元素替換方法，設(shè)計(jì)出Ti-Zr-Cu(-Ni)-Sn塊體金屬玻璃系列成分，其典型成分為Ti60-50Zr3.0-7.5Cu21-32.5Ni18-7.0Sn2.0-4.0及Ti40.6Zr9.4Cu31.3-46.9Ni15.6-0Sn3.1(原子百分比)。本發(fā)明的效果和益處是①在不含Be和Pd的體系中，制備出了大形成能力的Ti基塊體金屬玻璃，臨界尺寸可達(dá)7mm；②用“雙團(tuán)簇+連接原子”模型定量設(shè)計(jì)多組元合金成分，克服了復(fù)雜合金體系中組元間成分配比選取的任意性問(wèn)題；③發(fā)展出不含對(duì)人體有副作用Ni的Ti-Zr-Cu-Sn金屬玻璃合金新體系，具有良好的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C22C45/10GK102108475SQ20101059392
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月11日
發(fā)明者王清, 王英敏, 羌建兵, 董闖, 霍陽(yáng) 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)