1.本公开涉及配置用于液压应用的具有降低的铅含量或没有铅含量的金属合金，以及识别和生产其的方法。2.发明背景诸如青铜和黄铜的金属合金的发现使人类在技术上取得进步，因为合金材料比纯金属更坚硬且更耐久。随时间推移，各种金属的组合被识别并用于进一步改善青铜和黄铜的合意性质。但是许多改进包括有毒材料如砷或铅，这对人类和环境都是成问题的。3.发明概述在一个或多个实施方案中，公开了一种耐磨液压系统。该系统包含具有式（i）的第一铜基合金：cuasnbzncmdꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（i），其中m是最多六种过渡金属、准金属和/或碱金属的组合，a是0.50至0.93之间的任意数字，b是0.00至0.07之间的任意数字，c是0.00至0.40之间的任意数字，且d是0.01至0.40之间的任意数字。4.该系统还可包含第二铜基合金，其基于合金总重量计包含至少50重量%的cu，和至少一种式（ii）的化合物：axbyꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（ii），其中a为cu、sn或zn，b为co、cr、in、mn、mo、ni、rb、sb、te或ti，x是1至53之间的任意数字，且y是1至16之间的任意数字。5.第一或第二合金可具有大约70至304gpa的体积模量kvrh值。m可以是sb、te、co、rb、mo、in、w、tl、al、fe、mn、ni、pb、si或它们的组合。第一和/或第二铜基合金可掺杂有ni、co、w或其组合。基于合金总重量计，掺杂可最高达大约2重量%。c可以为0.02。b可以是co、in或ni。第一合金可具有式cu0.93sn0.06w0.01。所述至少一种式（ii）的化合物可以是snni3。该液压系统可包括轴向活塞泵。6.在另一实施方案中，公开了一种铜基合金。基于合金总重量计，该合金包含至少50重量%的cu，和至少一种式（ii）的化合物：axbyꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（ii），其中a为cu、sn或zn，b为co、cr、in、mn、mo、ni、rb、sb、te或ti，x是1至53之间的任意数字，且y是1至16之间的任意数字。7.b可以是co、in或ni。所述至少一种式（ii）的化合物可以是snni3。该至少一种式（ii）的化合物可包括两种不同的化合物。该两种不同的化合物可具有b=ni。该合金可具有大约70至304gpa的体积模量kvrh值。该至少一种式（ii）的化合物可包括化合物的混合物，其中至少一种具有a=sn，且其中至少一种具有a=zn。8.在一个替代实施方案中，公开了一种铜基合金。该合金具有式（i）：cuasnbzncmdꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（i），其中m是sb、te、co、rb、mo、in、w、或tl、al、fe、mn、ni、pb或si中的至少一种，a是0.50至0.93之间的任意数字，b是0.00至0.07之间的任意数字，c是0.00至0.40之间的任意数字，且d是0.01至0.40之间的任意数字。9.该铜基合金可掺杂有ni、co、w或其组合。d可以为0.02，c可以为0.00，且m可以是mo、in、sb或te。该合金可具有大约70至304gpa的体积模量kvrh值。10.附图概述图1是轴向活塞泵的液压系统的非限制性实例的示意图；图2a是cu-pb-sn-o化学空间的4d图，与接触空气（o）的实施例1相关；图2b是cu-zn-al-ni-si-fe-o化学空间的4d图，与接触空气（o）的实施例2相关；图2c是cu-sn-bi-o化学空间的4d图，与接触空气（o）的实施例3相关；图3是o2气体与实施例1之间的相图；图4a显示了由实施例3的合金制成的分布板(distributorplate)的照片，在区域b中存在裂纹；和图4b显示了图4a中显示的区域b的背散射电子成像（bei）图像，其中亮点对应于富含bi的沉淀物。11.发明详述本文中描述了本公开的实施方案。但是，要理解的是公开的实施方案仅仅是实施例，其它实施方案可采取各种替代形式。附图不一定按比例；一些特征可夸大或最小化以显示特定组件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而是仅解释为教导本领域技术人员以各种方式采用本技术实施方案的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的那样，参照任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中示出的特征结合以产生并未明确示出或描述的实施方案。所示特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施方案。但是，对特定应用或实施可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。12.除实施例中或另行明确说明外，本说明书中指示材料量或反应条件和/或使用条件的所有数字量应理解为被词语“大约”修饰以描述本公开的最宽范围。在所述数值范围内的实践通常是优选的。此外，除非另有相反说明：百分比、“份数”和比率值按重量计；结合本公开将一组或一类材料描述为适合或优选用于给定目的意味着该组或类别的任意两个或更多个成员的混合物同样适合或优选；成分的化学术语描述指的是添加至说明书中规定的任何组合时的成分，不一定排除一旦混合后混合物成分中的化学相互作用。13.首字母缩略词或其它缩写的第一定义适用于相同缩写在本文中的所有后续使用，并加以必要修改适用于初始定义的缩写的正常语法变体。除非另有相反说明，通过与先前或之后涉及相同性质的相同技术测定性质的测量。14.还必须注意的是，除非上下文另行明确说明，在说明书和所附权利要求书中所用的单数形式ꢀ“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。例如，以单数形式提及一个组件包括多个组件。15.本文中所用的术语“基本上”、“通常”或“大约”意味着相关的量或值可以是指定的特定值或其附近的某些其它值。通常，表示特定值的术语“大约”意在表示该值的±5%以内的范围。作为一个实例，短语“大约100”表示100±5的范围，即95至105的范围。通常，当使用术语“大约”时，可以预期在所示值的±5%的范围内可以获得根据本公开的类似结果或效果。术语“基本上”可以修饰本公开中公开或要求保护的值或相对特性。在这种情况下，“基本上”可以表示其修饰的值或相对特性在该值或相对特性的±0%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%或10%以内。16.还应理解的是，整数范围明确地包括所有中间整数。例如，整数范围1-10明确地包括1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。类似地，范围1至100包括1、2、3、4、...97、98、99、100。类似地，当要求任何范围时，作为上限和下限之间的差值除以10的增量的中间数字可以被取做替代的上限或下限。例如，如果范围为1.1至2.1，以下数字1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9和2.0可以选作下限或上限。17.在本文中所示的实例中，浓度、温度和反应条件（例如压力、ph、流速等）可以以四舍五入或截断至实施例中提供的值的两位有效数字的值的±50%来实施。在一种改进(refinement)中，浓度、温度和反应条件（例如压力、ph、流速等）可以以四舍五入或截断至实施例中提供的值的两位有效数字的值的±30%来实施。在另一改进中，浓度、温度和反应条件（例如压力、ph、流速等）可以以四舍五入或截断至实施例中提供的值的两位有效数字的值的±10%来实施。18.对所有表示为具有多个字母和数字下标的经验化学式（例如ch2o）的化合物，下标值可以是四舍五入或截断至两位有效数字的所示值的±50%。例如，如果表示ch2o，则为式c(0.8-1.2)h(1.6-2.4)o(0.8-1.2)的化合物。在一种改进中，下标值可以是四舍五入或截断至两位有效数字的所示值的±30%。在另一改进中，下标值可以是四舍五入或截断至两位有效数字的所示值的±20%。19.本文中所用的术语“和/或”是指可以存在所述组的所有元素或仅一个元素。例如，“a和/或b”是指“仅a、或仅b、或a和b”。在“仅a”的情况下，该术语还覆盖不存在b的可能性，即“仅有a，但没有b”。20.还要理解的是，本公开不限于下文描述的具体实施方案和方法，因为具体组分和/或条件当然可以变化。此外，本文中所用的术语仅用于描述本公开的特定实施方案的目的，而非意在以任何方式加以限制。21.术语“包含”与“包括”、“具有”、“含有”或“特征在于”同义。这些术语是包容性的和开放式的，并且不排除附加的、未列举的元素或方法步骤。22.短语“由……组成”不包括在权利要求中未指定的任何元素、步骤或成分。当该短语出现在权利要求正文的一个条款中时，而不是紧随在前序部分之后，其仅限制该条款中所述元素；其它元素并未从作为整体的权利要求中排除。23.短语“基本上由……组成”将权利要求的范围限定为指定的材料或步骤，以及不实质性影响所要求保护的主体的基本和新颖特征的那些。24.关于术语“包含”、“由……组成”和“基本由……组成”，当在本文中使用这三个术语中的一个时，当前公开和要求保护的主题可包括使用另两个术语中的一个。25.术语“一个或多个”是指“至少一个”，且术语“至少一个”是指“一个或多个”。术语“一个或多个”和“至少一个”包括“多个”作为子集。26.结合一个或多个实施方案将一组或一类材料描述为适于给定目的意味着该组或类别的任意两个或更多个成员的混合物同样适合。成分的化学术语描述指的是添加至说明书中规定的任何组合时的成分，不一定排除一旦混合后混合物成分中的化学相互作用。首字母缩略词或其它缩写的第一定义适用于相同缩写在本文中的所有后续使用，并加以必要修改适用于初始定义的缩写的正常语法变体。除非另有相反说明，通过与先前或之后涉及相同性质的相同技术测定性质的测量。27.或许，最著名的金属合金是青铜和黄铜。至少在6500年前由多个文化发现和发展了青铜。类似地，自古以来，世界各地就已经知道各种形式的黄铜。它们的应用范围广泛，从雕刻到硬币制造、机械和建筑应用。28.虽然青铜和黄铜的组成不同，典型的现代青铜是铜和锡的合金，并基于青铜合金的总重量计含有大约88重量%的铜（cu）和12重量%的锡（sn）。黄铜是各种比例的铜和锌（zn）的合金。由于它们的物理和/或机械性质，青铜和黄铜比其它金属和合金更适于某些应用。特定应用又决定了青铜和黄铜的特定组成。利用青铜和黄铜的示例性应用可以是液压或与通过管道和通道输送液体相关的技术，特别是作为机械力或控制的来源。非限制性示例应用、系统或组件包括液压驱动器、气缸、柱塞、电缆、压机、泵。非限制性实例可以是用于图1中描绘的液压泵的轴向活塞。29.在图1中，显示了轴向活塞泵组装件。该活塞泵10是利用往复式活塞原理产生液体流动的旋转装置。活塞泵10通过改变旋转斜盘(swashplate)12的角度来改变位移。该泵具有超过一个活塞14。泵机构的活塞14和气缸20组装件随驱动轴16旋转以产生往复运动，该往复运动经由端口板槽(portplateslot)22将流体从入口18吸入气缸20，并随后经由槽22将流体排出至出口24，产生流动。30.在液压应用中，因其高耐磨性、机械加工性和耐大气腐蚀性，传统上使用含有铅的黄铜和青铜。可通过添加铅（pb）来提高黄铜与青铜的机械加工性，因为铅充当微观断屑槽(chipbreaker)和刀具润滑剂。铅还通过密封收缩孔来提供压力密封性。例如，存在低、中和高铅黄铜，铅含量最高达大约3.5重量%。31.虽然含铅金属合金有其优点，但联邦和州政府已经制定法规来限制人类化学暴露于铅。主要问题在于黄铜中铅的存在因可能（1）摄入磨削操作过程中或机械加工过程中产生的黄铜粒子/粉尘和（2）吸入来自熔融操作（如焊接）的铅烟而导致风险。32.因此，已经尝试开发无铅黄铜，其中铅可以用si、bi或混合铜合金（例如zn、fe、ni等）来代替。但是通常，即使标为“无铅”的黄铜也可能含有痕量的铅；通常不超过法律规定的0.25%。33.此外，bi是最有可能替代黄铜和青铜合金中有毒的pb的候选元素之一。虽然bi可增强cu基金属合金的抗氧化性，但bi可能偏析成单独的微观结构，因为其不是非常可溶。这些脆性的bi杂质即使少量存在也可能导致铜金属合金中的断裂，这是不合意的。34.因此，仍然需要铅含量低（小于3重量%）或不含铅的铜基合金，其同时具有优异的耐腐蚀性、机械加工性和其它机械性质（如耐磨性），其可用于制造铜基液压部件。35.在本文中公开的一个或多个实施方案中，公开了一种铜基合金。该合金与用于液压应用的典型黄铜或青铜合金相比可具有降低的pb含量。基于合金总重量计，降低的含量可以小于或等于3重量%。基于合金总重量计，该降低的含量可以是大约、至多大约、或不超过大约3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、或0.0重量%。该合金可以不含pb。该合金可以基本不含pb，或基于合金总重量计含有至多0.1重量%的pb。基于合金总重量计，该合金可含有至多0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、或0.1重量%的pb。36.该铜基合金可具有式（i）：cuasnbzncmdꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（i），其中m是至少一种过渡金属、准金属或碱金属，a是0.50至0.93之间的任意数字，b是0.00至0.07之间的任意数字，且c是0.00至0.40之间的任意数字，且d是0.01至0.40之间的任意数字。37.在式（i）中，m可以是来自以下元素周期表族的至少一种元素：i.a、iii.a、iv.a、v.a、vi.a、vi.b、vii.b、viii.b。m可以是超过两种元素的组合。m可以是至多两种、三种、四种、五种或六种元素的组合。m可以是sb、te、co、rb、mo、in、w、tl、al、fe、mn、ni、pb、si或它们的组合。m可以是sb、te、co、rb、mo、in、w或tl中的至少一种或至少两种的组合。m可以是al、ni、si和fe的组合。38.在式（i）中，a可以是大约、至少大约、或至多大约0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92或0.93。a可以是0.50至0.93之间的任何数字。a可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。39.在式（i）中，b可以是大约、至少大约、或至多大约0.00、0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05、0.055、0.06、0.065或0.070。b可以是0.00至0.07之间的任何数字。b可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。40.在式（i）中，c可以是大约、至少大约、或至多大约0.00、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38或0.40。c可以是0.00至0.40之间的任何数字。c可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。41.在式（i）中，d可以是大约、至少大约、或至多大约0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38或0.40。d可以是0.01至0.40之间的任何数字。d可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。42.式（i）的非限制性示例合金可包括cu0.91sn0.06co0.04、cu0.92sn0.06rb0.03、cu0.92sn0.06mo0.02、cu0.92sn0.06in0.02、cu0.93sn0.06sb0.02、cu0.93sn0.06te0.02、cu0.93sn0.06w0.01或cu0.93sn0.06tl0.01。式（i）的非限制性示例合金可包括cu0.57zn0.29al0.07ni0.04si0.02fe0.01或cu0.57zn0.29(alnisife)0.14。43.基于合金总重量计，该铜基合金可包括、包含、基本由或由以下成分组成：至少大约、超过大约、或大约50重量%的cu；以及具有式（ii）的化合物：axbyꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ（ii），其中a为cu、sn或zn，b为co、cr、in、mn、mo、ni、rb、sb、te或ti，x是1至53之间的任意数字，且y是1至16之间的任意数字。44.在式（ii）中，b可以是来自以下元素周期表族的元素：i.a、iii.a、v.a、vi.a、iv.b、vi.b、vii.b、viii.b。b可以是过渡金属、准金属或碱金属。b可以是co、in或ni。45.在式（ii）中，x可以是大约、至少大约、或至多大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52或53。x可以是1至53之间的任何数字。x可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。46.在式（ii）中，y可以是大约、至少大约、或至多大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16。y可以是1至16之间的任何数字。y可以是本文中公开的两个数字之间的任何范围。47.该化合物可以是金属间化合物。该合金可包括式（ii）的化合物、至少一种、一种或多种、或超过一种式（ii）的化合物。该合金可包括式（ii）的化合物的混合物。该合金可包括2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种不同的式（ii）的化合物，各自的量相同或不同。48.在一个非限制性实例中，该合金可包括不同的式（ii）的化合物，每种化合物仅基于cu、sn或zn中的一种。在一个不同的实施方案中，该合金可包括基于cu的第一化合物，基于sn的第二化合物，和基于zn的第三化合物。在一个非限制性实例中，该合金可包括超过一种式（ii）的化合物，各自具有相同的a或b。例如，所有式（ii）的化合物可具有b=ni。在另一实例中，一些式（ii）的化合物可具有b=ni，且另一些式（ii）的化合物可具有b=co。该合金中超过一种式（ii）的化合物的比可以是大约、至少大约、或至多大约1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:1:1、1:2:1、1:2:2、1:2:3、1:5:7等等。49.式（ii）的非限制性示例合金可包括cu7in、snni3、sn4ni3、sn3ni4、sn2ni3、snni3、snco、sn3co、zn53ni16、zn22ni3、zn11ni2、znni、zn53co7、zn13co或zn11co2。50.该合金可包括至少大约50重量%的cu。基于合金总重量计，该合金可包括大约、至少大约、或至多大约50至99、52至80、或54至70重量%的cu。基于合金总重量计，该合金可包括大约、至少大约、或至多大约50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、91、92、93、94、95、96、97、98或99重量%的cu。51.该合金可包括大约、至多大约、或不超过大约50重量%的一种或多种式（ii）的化合物。该合金可包括大约、至多大约、或不超过大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50重量%的一种或多种式（ii）的化合物。52.式（i）和/或（ii）的合金可进一步包括一定量的元素cr、mn、ti、ni、co或w，其可进一步提高该合金的耐腐蚀性和/或耐磨性。cr、mn、ti、ni、co或w可以是掺杂剂。53.式（i）和（ii）的合金可具有大约或至少大约70至304、80至250、90至200、或100至164gpa的kvrh值。式（i）和（ii）的合金可具有大约或至少大约70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295、300或305gpa的kvrh值。该体积模量值kvrh与合金的耐磨性相关。54.式（i）、（ii）的合金或它们的组合可具有大约或至少大约200至525、220至480、或250至450hb的硬度。式（i）、（ii）的合金或它们的组合可具有大约或至少大约200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520或525hb的硬度。55.液压组件或系统可包括式（i）的第一合金、式（ii）的第二合金或二者。该液压组件或系统可以是轴向活塞泵。可以大约1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:15、1:20、1:25、1:50、1:75、1:100的第一合金:第二合金或第二合金:第一合金的比率包含该第一和第二合金。可以单相、相分离或沉淀物形式包含该第一和/或第二合金。56.本文中公开了识别式（i）和（ii）的材料的方法。下面在试验部分中描述了该方法。式（i）和（ii）的合金可以通过用于制备铜基合金如青铜和黄铜的传统方法来制备，例如通过将金属形成合金并将它们铸造成锭，随后熔融铜并将该合金添加到熔融的铜中。设想了制造式（i）和（ii）的合金的其它方法。57.试验部分实施例1-3为了识别可行的候选合金，测试了三种不同的cu基合金——实施例1-3。第一合金是含pb的hf2，通常包括pb（9ꢀ–ꢀ11重量%）、sn（9ꢀ–ꢀ11重量%）、cu（余量）。对hf2，在实施例1中使用下式：cu0.9sn0.06pb0.04。第二合金是无pb的ksh或具有降低的pb量的ksh，通常包括cu（55ꢀ–ꢀ65重量%）、si（0.1ꢀ–ꢀ1.5重量%）、al（2.5ꢀ–ꢀ5重量%）、ni（2.5ꢀ–ꢀ4.5重量%）、fe（0.5ꢀ–ꢀ1.5重量%）、pb（《0.1重量%）、zn（余量）。对实施例2的ksh使用下式：cu0.57zn0.29al0.07ni0.04si0.02fe0.01。第三合金是bi取代的cusn10bi3：通常包括sn（9ꢀ–ꢀ11重量%）、bi（2.8ꢀ–ꢀ3.6重量%）、cu（余量）。对实施例3的bi取代的cusn10bi3使用以下化学式：cu0.93sn0.06bi0.01。58.（i）热力学相稳定性分析与氧气接触的每种测试合金的化学空间以评估每种合金与空气的相互作用。使用公开数据库oqmd.org中生成的相图和基于t=0k的密度泛函理论（dft）计算来识别化学空间。在下表1-3中识别了可以在相应合金的化学空间中形成的所有可能的相。59.（a）含pb的hf2的化学空间，实施例1实施例1的化学空间是与o2接触的三种金属元素的4维化学空间。描绘了相平衡数据的在公开数据库oqmd.org中生成的4维相图显示在图2a中。该相图将t=0k处的稳定化合物显示为一个点，每条线对应于该图中的两相平衡。60.由于黄铜或青铜金属合金可以在高温下进行热处理，分析了所有可以在最高达1300℃时变得稳定的化合物。在表1中提供了与实施例1的cu-pb-sn-o化学空间相关的已识别化合物的列表。已识别化合物的稳定性被归类为稳定或接近稳定的化合物。由于dft计算基于t=0k热力学，稳定化合物基于t=0k稳定性。该“接近稳定的”化合物被归类为在环境温度（最高至25℃的温度）附近或直至与任何金属热处理条件相关的温度（上限设定为最高1300℃）下变得稳定的化合物。下表1显示了在实施例1的cu-pb-sn-o化学空间中可能形成的所有可能的相，取决于金属合金中元素的氧化/还原条件和局部浓度/偏析。61.表1ꢀ‑ꢀcu-pb-sn-o化学空间中稳定和接近稳定的化合物，与实施例1的含pb的hf2青铜金属（cu、pb、sn）和空气（o）相关62.对第二和第三实施例进行了相同的分析。63.（b）不含pb的ksh或具有降低的pb量的ksh的化学空间，实施例2如上文就实施例1所述，生成了与氧气接触的六种金属（cu、zn、al、ni、si、fe）的7维化学空间。图2b描绘了7维相图，其有助于理解ksr金属与空气之间的相互作用。下表2概括了该化学空间中相关的化合物的列表。64.表2ꢀ‑ꢀcu-zn-al-ni-si-fe-o化学空间中稳定和接近稳定的化合物，与接触o2的实施例2的ksh黄铜金属合金相关65.（c）bi取代的cusn10bi3的化学空间，实施例3如上文就实施例1和2所述，生成了与氧气接触的三种金属元素（cu、sn和fe）的4维化学空间。图2c描绘了4维相图，其有助于理解实施例3的bi取代的cusn10bi3金属与空气之间的相互作用。下表3概括了该化学空间中相关的化合物的列表。66.表3ꢀ–ꢀcu-sn-bi-o化学空间中稳定和接近稳定的化合物，与接触空气（o2）的实施例3的bi取代黄铜金属（cusn10bi3）相关67.（ii）耐腐蚀性或o2化学耐受性检查了每个实施例与o2的化学耐受性。对该分析，使用materialsproject.org公开的“界面反应”模块套件。该分析集中于下列条件下测试合金与o2之间的反应。68.i）当存在稀释量的o2时，和ii）在最热力学稳定的反应途径（即在cu基金属合金与o2之间的2d相空间中在其最小反应焓处）过程中。69.图3显示了在o2与实施例1之间生成的相图。在图3中，摩尔分数（x）表示o2和hf2金属的量。例如，当x=0时，其将是纯hf2金属；当x=1时，其将是100%o2气体。从图3中可以看出，hf2金属的第一个分解反应（在图3中显示为反应1）在摩尔分数x=0.029处发生，其中0.029o2与0.971cu0.9sn0.06pb0.04反应形成0.874cu、0.039pb和0.058sno作为分解产物。在图3中，在o2与hf2金属之间发现反应1的反应焓（erxn）为-0.184ev/原子。70.两种物类之间最稳定的反应发生在反应2处（即最小erxn）。评估反应2考虑了o2气体与cu合金金属均大量存在的情况，其中分解反应可以在最小反应焓处进行（即最有利的条件）。对所有cu合金金属，在反应1和反应2处与hf2进行了比较。71.合意的是cu合金金属与o2的反应尽可能少。例如，如果两个o2分子与一个cu合金候选物反应和另一cu合金组合物能仅与一个o2气体分子反应，则可以得出结论，在相同的腐蚀条件下，与前一种组合物相比，后一种cu合金组合物可提供双倍的对氧化的防护。反应焓（erxn）描述了某种反应如何有利。因此，为了使cu合金氧化分解反应不那么有利地发生，识别了具有更高erxn值的反应。例如，当erxn为-0.2ev/原子时，相应的分解反应与erxn为-0.4ev/原子时的情况相比不太有利，这是合意的。总体而言，理想的cu合金候选物是配置为尽可能少与o2反应并同时具有相对高erxn的组合物。72.表4和5总结了在相应稀释量的o2下实施例1、2、3与o2气体的化学反应性（即反应1）和o2气体与cu金属合金之间相应的最稳定热力学反应（即erxn,min处的反应2）。在表4和表5中，对每个反应提供了o2和cu合金金属之间的摩尔比及其反应焓（erxn,dil.）。73.表4ꢀ‑ꢀ实施例1-3对稀释量的o2气体的化学反应性data,2:150009,doi:10.1038/sdata.2015.9和materialsproject.org评估数据。如从表6中可以看出的那样，bi具有小于pb的体积模量值，而ksh中所含的许多元素（zn、al、si、fe和ni）具有高于pb的体积模量值。80.表6ꢀ–ꢀ实施例1-3的黄铜/青铜合金金属的化学元素的计算的体积模量kvrh元素nifecusialznsnpbbikvrh[gpa]198192145838367383729[0081]取自glassandceramics,第76卷,第1–2期,2019年5月（russianoriginal,第1ꢀ–ꢀ2期,2019年1月-2月）的数据用于证实具有更高体积模量值的材料倾向于具有更好的耐磨性。[0082]表7ꢀ–ꢀ在glassandceramics的图1中测试的各种涂层的计算的体积模量kvrh图1中的样品编号材料kvrh[gpa]glassandceramics,图1中的耐磨性8)金刚石436最佳5)tio2209第二好4)b4c227第三2)cr2o3203第四7)tin259第五3)al2o3232第六6)zro2183最差[0083]测试表7的每种材料的体积模量。确定了体积模量与耐磨性之间的强相关性。例如，在测试样品中，具有最低的kvrh值的zro2导致最差的耐磨性。kvrh》200gpa的值与良好的耐磨性相关。[0084]通过计算每个实施例的kvrh值来分析实施例1-3，但不包括cu、sn和zn。除了青铜中的cu和sn以及黄铜中的cu和zn之外，进行排除是以提供对次要元素的影响的了解。显然，对于实施例1，这转化为pb的kvrh值；并且，对于实施例3，这与bi的kvrh值相同。在下表8中，清楚地显示了实施例1和3具有类似的kvrh范围，即分别为29和37gpa。相比之下，实施例2的kvrh较高，因为ni、fe、si和al的kvrh值较高。因此，发现实施例2的组合物不会导致明显的裂纹。[0085]表8ꢀ–ꢀ对实施例1-3计算的kvrh值实施例编号组合物除cu、zn、sn外计算的kvrh[gpa]备注1cu0.9sn0.06pb0.0437pb2cu0.57zn0.29al0.07ni0.04si0.02fe0.01123ni、fe、si、al3cu0.93sn0.06bi0.0129bi[0086]因此，虽然实施例3具有与实施例1类似的耐o2腐蚀性（参见表4-5），但在检查的不同化学元素中，bi的体积模量值低于pb，表明bi的脆性水平升高，这可能导致开裂和材料失效。[0087]计算的数据通过观察由实施例1-3的材料制成的制造分布板来证实。实施例3的分布板显示在图4a中。对实施例1和2制造相同的分布板。观察到实施例3的分布板在区域b中具有多个裂纹。图4b显示了背散射电子成像（bei）图像，其中几个亮点对应于富含bi的沉淀物。bei用于将电子束引导到图4a中的覆层中的裂纹附近的相关区域。背散射电子的优点在于它们对它们由其散射的原子核的原子质量敏感。因此，在bei图像中，更有效地背散射的较重元素看起来比较轻的元素更亮。实施例3中的不溶性、脆性bi杂质导致实施例3的制造的分布板中发生机械故障。相反，由实施例2的材料（其中pb更易溶于金属合金）制成的分布板不具有任何明显的裂纹。实施例1在测试期间同样没有表现出任何裂纹。[0088]然后根据上文所示分析来计算更稳定相混合物的kvrh值。例如，在实施例2中，评估了sini2、fesi和alni的kvrh值，分别为193、211和162gpa。经评估，表8和9的结果是一致的：即实施例1和3的kvrh低于实施例2。在表9中提供了附加的稳定相混合物的kvrh值。[0089]表9ꢀ–ꢀ基于分解反应，对cu基合金计算的kvrh值实施例编号分解除含cu、含zn和含sn物类之外的kvrh[gpa]备注10.06cusn+0.84cu+0.04pb37pb20.036zn8cu5+0.05alcu3+0.01sini2+0.01fesi+0.02alni+0.239cu182sini2，fesi，alni30.06cusn+0.87cu+0.01bi29bi[0090]试验测量并在文献中发现的实施例1-3的硬度范围提供在表10中。较低的kvrh与较低的硬度测量相关。[0091]表10ꢀ–ꢀ与表8和9的kvrh值比较的实施例1-3的实测硬度实施例编号硬度范围(hb)表8中的kvrh,除cu,zn,sn外[gpa]表9中的kvrh,除cu-,zn-,sn-外[gpa)]170–10037372200–220123182390–1202929[0092]总之，发现虽然bi有助于改善耐腐蚀性，但bi可能不直接有助于耐磨性，因为bi偏析/沉淀并且是脆性的。在如hsieh等人的文献中也证实了这一点。据报道，当添加0.5、1和1.5重量%的不同bi含量时，黄铜金属发生了明显的变（met.mater.int.,19,第6期(2013),第1173~1179页）。据报道，bi沉淀可能导致黄铜合金中的不连续球状（《1μm）、盘状（约1μm）、块（》1μm）或连续块状结构（约20至30μm）。[0093]附加实施例（iv）用于液压的黄铜/青铜材料设计与发现由于bi因其脆性而被识别为替代pb的非理想候选者，因此评估了其它元素而非bi的耐o2腐蚀性。选择了类似于cusn10bi3的具有3重量%的掺杂剂、10重量%的sn和余量cu的cu基合金。[0094]由于不同元素的原子质量不同，研究了可能为cu0.86sn0.05m0.08ꢀ‑ꢀcu0.93sn0.06m0.01不等的化学式。测试了下列化学元素m：mg、al、si、ca、sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、zn、ga、ge、rb、sr、y、zr、nb、mo、in、sb、te、ba、la、ce、hf、ta、w、tl、pb和bi。检查了最稳定的热力学反应下的o2气体反应（@erxn）。如表11中所示，m=ni、sb、te、co、rb、mo、in、w或tl比bi更耐氧化。具体而言，在将3重量%添加到cu-sn青铜合金金属体系中时，确定了ni、sb和te是最耐氧化的元素。碱金属因其延展性被排除在外。[0095]表11ꢀ–ꢀ比pb和bi更耐氧化的化学元素式最稳定的o2反应o2/黄铜erxn(ev/原子)备注cu0.91sn0.06co0.040.351o2+0.649co0.04cu0.91sn0.06→0.009co3o4+0.039sno2+0.59cuo0.541-1.072比bi更好cu0.91sn0.06ni0.040.349o2+0.651cu0.91ni0.04sn0.06→0.593cuo+0.039sno2+0.026nio0.536-1.045比pb更好cu0.92sn0.06rb0.030.349o2+0.651rb0.03cu0.92sn0.06→0.02rbcuo2+0.039sno2+0.58cuo0.536-1.071比bi更好cu0.92sn0.06mo0.020.355o2+0.645cu0.92sn0.06mo0.02→0.013moo3+0.594cuo+0.039sno20.550-1.095比bi更好cu0.92sn0.06in0.020.351o2+0.649in0.02cu0.92sn0.06→0.013in(cu3o4)2+0.039sno2+0.519cuo0.541-1.082比bi更好cu0.93sn0.06sb0.020.355o2+0.645cu0.93sn0.06sb0.02→0.006cu(sbo3)2+0.594cuo+0.039sno20.550-1.083比pb更好cu0.93sn0.06te0.020.357o2+0.643cu0.93sn0.06te0.02→0.013cuteo4+0.585cuo+0.039sno20.555-1.065比pb更好cu0.93sn0.06w0.010.351o2+0.649cu0.93sn0.06w0.01→0.006wo3+0.604cuo+0.039sno20.541-1.079比bi更好cu0.93sn0.06tl0.010.347o2+0.653tl0.01cu0.93sn0.06→0.039sno2+0.003tl2o3+0.607cuo0.531-1.058比bi更好cu0.93sn0.06pb0.010.349o2+0.651cu0.93sn0.06pb0.01→0.007cu6pbo8+0.039sno2+0.567cuo0.536-1.062比bi更好cu0.93sn0.06bi0.010.347o2+0.653cu0.93sn0.06bi0.01→0.607cuo+0.003sn2bi2o7+0.033sno20.531-1.065参比[0096]fe、al、si、mn、zn、ti、sb、cr和ni在元素成本和丰度方面与bi相当或更便宜。下表12显示了这些元素的计算体积模量kvrh值。如就实施例2所观察到的那样，与实施例1和实施例3相比，ni、fe、si、al和zn以及表2中列出的金属间化合物导致提高的耐磨性，具有非常高的kvrh值。alloys,ceramicsinternational,第45卷,第9期,2019年6月15日,第12469-12475页评估，基于cu-sn-ti合金cchih-tingwu等人,effectsofmn,znadditionsandcoolingrateonmechanicalandcorrosionpropertiesofal-4.6mgcastingalloys,materials(basel).2020年4月;13(8):1983,2020年4月24日在线发表.doi:10.3390/ma13081983，基于zn-mn-al-mg合金djixinglin等人,abiodegradablezn-1cu-0.1tialloywithantibacterialpropertiesfororthopedicapplications,actabiomaterialia,第106卷,2020年4月1日,第410-427页，基于cu-zn-ti合金。[0100]此外，表14中预测了一些化学元素以提高耐大气腐蚀性。由于观察到氧化和耐磨性能之间的行为相对相反，因此研究了具有高kvrh值的cu、sn、zn-m金属间化合物，其可能对两种降解模式都均可用。[0101]还发现具有高kvrh值的纯元素（如ni、co和w）是耐腐蚀的。表14中识别了许多不同的稳定金属间化合物，包括氧化剂耐受性的ni、sb、te、co、rb、mo、in、w和tl，它们可与cu、sn、zn形成稳定的化合物。当添加到cu基合金中时，该金属间化合物可从材料的角度解决氧化和耐磨性（表14中以粗体显示的最佳候选者）。元素和金属间化合物的硬度范围列在表14中。由于并非所有化合物的硬度值均可得，对于不可得的化合物，该值是基于文献值来评估的。[0102]表14ꢀ‑ꢀ预计对o2耐腐蚀的元素的kvrh**元素硬度采集自brinellhardnessoftheelements,https://periodictable.com/properties/a/brinellhardness.v.log.wt.htmlajin,y.,cho,j.,park,d.等人.manufacturingandmacroscopicpropertiesofcoldsprayedcu-incoatingmaterialforsputteringtarget.jthermspraytech20,497–507(2011).https://doi.org/10.1007/s11666-010-9552-6bscientificlettersofrzeszowuniversityoftechnology,nr293(e-issn2300-5211),mechanika,kwartalniktomxxxiiizezyt88(nr2/2016)kwiecień-czerwiec(非确切组成，但添加到ni中的sn最高为12重量%的sn)c由n.tamura等人,mechanicalstabilityofsn–coalloyanodesforlithiumsecondarybatteries,electrochemicalacta,第49卷,第12期,2004年5月15日,第1949-1956页评估，基于sn-co合金d由r.m.gnanamuthuet等人,comparativestudyonstructure,corrosionandhardnessofzn–nialloydepositiononaisi347steelaircraftmaterial,journalofalloysandcompounds,第513卷,2012年2月5日,第449-454页评估，基于zn-ni合金e由stone,h.e.n.,theoxidationresistanceandhardnessofsomeintermetalliccompounds.jmatersci9,607–613(1974)评估，基于zn-co合金。[0103]虽然上文描述了示例性实施方案，但这些实施方案并非意在描述权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应当理解在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施方案的特征以形成可能未明确描述或说明的本公开的其它实施方案。尽管各种实施方案可以被描述为相对于其它实施方案或现有技术的实施方式在一个或多个所需特性方面提供优势或是优选的，但本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现所需整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，在任何实施方案被描述为由于在一个或多个特性方面不如其它实施方案或现有技术实施方式理想的程度上，这些实施方案不在本公开的范围之外并且对于特定应用可能是合意的。当前第1页12当前第1页12