TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及高熵非晶合金材料技术领域，具体公开一种TiZrHf系高熵非晶合金材料。所述合金材料至少由5种元素组成，所述合金中各个元素的原子百分比相等；所述合金材料组成为如下(a)～(i)中的任一种：(a)Ti20Zr20Hf20Cu20M20；(b)Ti20Zr20Hf20Ni20M20；(c)Ti20Zr20Hf20Ag20M20；(d)Ti20Zr20Hf20Al20M20；(e)TizZrzHfzCuzAgzMz；(f)TizZrzHfzNizNbzMz；(g)TizZrzHfzNizAgzMz；(h)TizZrzHfzFezNbzMz；(i)TizZrzHfzCuzNizAlz。本发明上述实施例在Ti、Zr、Hf三个固定组成元素下，利用真空电弧熔炼技术制备了包含5种或5种以上的合金元素构成的若干条带状的非晶合金材料，获得的高熵非晶合金条带表面平整光滑、无孔洞裂纹等缺陷，并且还具有良好的韧性，适合推广应用。
【专利说明】
T i ZrHf系高熵非晶合金材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及高熵非晶合金材料技术领域，尤其涉及一种TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]非晶合金又叫做金属玻璃，主要是利用快速凝固冶金技术合成。该类合金属于新型合金材料，同时具有一般金属和玻璃优异的力学、物理和化学性能。
[0003]与传统的晶态材料三维周期性重复排列的方法不同，非晶合金在结构上，表现出了原子排列呈现长程无序短程有序的特点，并且在能量上处于亚稳态，所以不存在晶界和位错等缺陷。在性能上，表现出高强度、大弹性变形和高弹性储能、良好的耐腐蚀性等特征，使非晶合金有着广泛的应用前景。
[0004]高熵非晶合金是上世纪九十年代叶均蔚等人提出的一种新型材料，它由5种或者5种以上的合金元素按照等摩尔比例构成。由于热力学上高熵效应的存在，由化学相容性较好的元素组成的合金体系通常只生成少数几种简单的固溶体，甚至单一相，如体心立方(BCC)或面心立方(FCC)结构。最近的研究表明，除了高熵固溶体结构之外，在一些特殊的合金体系中高熵非晶合金也可以形成非晶态结构，这类合金被称为高熵非晶合金。高熵非晶合金的出现打破了传统非晶以一到两个组元为主的设计观念，为非晶的成分设计和研究提供了一个崭新的方法。
[0005]高熵非晶合金是高熵非晶合金与传统非晶的交叉产物，它在拥有紧密拓扑结构的同时还存在着高度的化学无序状态，与高熵非晶合金和传统的非晶相比，该类新型合金在一些性能上面更加优异。例如，与传统的非晶相比，SrCaYbLiMgZr^PIZn2oCa2oSr2oYb2o(LiQ.55MgQ.45)的玻璃转变温度更低，并且在不出现剪切带的室温条件下可以发生均匀的塑性变形；SnoCasoYbsoMgsoZmo高熵非晶的机械性能和耐腐蚀性有着显著的提高，与传统的CaMgZn非晶相比生物相容性更加明显；而Ding等人开发出的Ti2oZr2oCu2()Ni2()Be2()高熵非晶的断裂强度明显高于传统Zr-基和T1-基的非晶合金。
[0006]由于高熵非晶合金的出现和发展历史并不久，关于新成分的现有报道也很有限，而高熵非晶等摩尔比例的成分设计与传统非晶一个元素为主的设计明显不同，在一些经验的参数判据上面两者之间必然会存在着差异。然而，当前关于严格等比例高熵非晶的成分报道并不是很多，因此仍需要大量深入的实验探索和理论研究，在这个背景下，开发出一些新型的严格等比例高熵非晶合金成分将具有理论跟实验上的双重意义。另外，现有的高熵非晶合金成分中，常含有贵金属，如:Pd、Pt、Au，或含有有毒元素Be等，这与现代技术的发展方向不一致，而且由于贵金属的紧缺，不适合大规模工业化应用。
[0007]由于高熵非晶合金的出现和发展历史并不久，关于新成分的报道也很有限，许多问题仍没有得到解决，许多问题也仍需要大量深入的理论研究和实验探索，因此开发出一些新型的高熵非晶合金材料具有理论和实验上的双重意义。
【发明内容】
[0008]为扩大高熵非晶合金的种类、丰富高熵非晶合金的数量，使高熵非晶合金更加适合大规模工业化应用，本发明实施例提供了一种TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制备方法。
[0009]为了达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案:
[00?0] —种TiZrHf系高熵非晶合金材料，所述合金材料至少由5种元素组成，其中，所述合金中各个元素的原子百分比相等;所述合金材料组成为如下(a)?(i)中的任一种:
[0011](&)112(^2。!^2。(:112。]\12。，其中，所述1为厶1、厶8、￥、]\111』、31、0中的任一种；
[0012](b)Ti2oZr2oHf2oNi2oM2。，其中，所述M为Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co中的任一种；
[0013](c )Ti2oZr2oHf2oAg2oM2o，其中，所述 M 为 Cr、V、Fe 中的任一种；
[0014](d)Ti 2oZr2oHf2oA 120M20，其中，所述 M 为 Fe、V、Ag 中的任一种；
[0015](6)1^匕!^(:1148具，其中，2 = 100/6，所述1为￥、他、卩6、0、祖、厶1中的任一种；
[0016](f)TizZrzHfzNizNbzMz，其中，2 = 100/6，所述1为卩6、(:11、厶1、￥中的任一种；
[0017](g)TizZrzHfzNizAgzMz，其中，2 = 100/6，所述1为卩6、￥、厶1、他中的任一种；
[0018](h)TizZrzHfzFezNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 为 Cu、Ag 中的任一种；
[0019](i)TizZrzHfzCuzNizAlz，其中，z = 100/6。
[0020]以及，如上所述合金材料的制备方法，至少包括以下步骤:
[0021 ] (I)按照合金材料的配比，称取各组分；
[0022](2)将步骤(I)获得的各组分置于真空电弧环境中熔炼；
[0023](3)将步骤(2)获得的合金熔融后喷射至辊压设备中辊压成条带状合金薄带。
[0024]本发明上述实施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料，主要是利用常用见金属元素钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)等常见轻金属制成均由5种或者5种以上的元素组成高熵非晶合金条带，降低了合金的成本，且每种高熵非晶合金条带的各个组分的摩尔含量相同，极大的丰富了高熵非晶合金的报道，为高熵非晶合金的进一步研究与应用提供了理论性和实验性的指导，为传统工业的升级及高科技产业的发展提供更丰富的材料选择空间。
[0025]本发明上述实施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料的制备方法，以真空电弧熔炼，实现了 5种或者5种以上的元素组成高熵非晶合金条带的制备。制得的合金条带表面平整光滑、无孔洞裂纹等缺陷，并且还具有良好的韧性;尤其是使用常见轻金属和较为简便的凝固条件制备高熵非晶合金更能符合现代技术的要求，适合推广应用。
[0026]说明书附图
[0027]图1为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()体系中的成分分别为(a) Ti2oZr2oHf 2oCu2oMn2o N (b) Ti2oZr2oHf 2oCu2oAg2o n ( c ) Ti2oZr2oHf 20CU20V20、( d)Ti2oZr2QHf2()Cu2()Al2()高熵非晶合金的XRD图谱；
[0028]图2为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()体系中的成分为Ti2oZr2QHf2()Cu2()Si2()高熵非晶合金的XRD图谱；
[0029]图3为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()体系中的成分为Ti2OZr2QHf2QCu2QB2Q高熵非晶合金的XRD图谱；
[0030]图4为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()体系中的成分Ti2oZr2QHf2()Cu2()Cr2()高熵非晶合金的XRD图谱；
[0031]图5为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Ni2()M2()体系中成分分别为(a)Ti2oZr2oHf2oNi2oCo2o、(b)Ti2oZr2oHf2oNi2oFe2o、(c)Ti2oZr2oHf2 0Ni20V20n (d)Ti2oZr2oHf2oNi2oNb2o、(e)Ti2oZr2oHf2oNi2oAg2o、(f)Ti2oZr2oHf2oNi2oTa2o、(g)Ti2OZr2QHf2QNi2QAl2Q高熵非晶合金的XRD图谱。
[0032]图6为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Ag2()M2()体系中成分分别为(a)Ti2oZr2oHf2oAg2oFe2o、(b)Ti2oZr2oHf2oAg2oV2on (c)Ti2oZr2oHf2oAg2oCr2o尚熵非晶合金的XRD图谱；
[0033]图7为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Al2()M2()体系中成分分别为(a)Ti2oZr2oHf2oAl2oAg2o、(b)Ti2oZr2oHf2oAl2oV2o、(c)Ti2oZr2oHf2oAl2oFe2o尚铜非晶合金的XRD图谱；
[0034]图8为本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7M16.7体系成分分别为(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Fei6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Cri6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nbl6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Vl6.7、(e)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nil6.7、(f )Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7All6.7尚熵非晶合金的XRD图谱;
[0035]图9本发明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Nb16.7M16.7体系成分分别为(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7All6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Fei6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Cm6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Vl6.7尚熵非晶合金的XRD图谱；
[0036]图10 本发明 TiZrHf 系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7M16.7 体系中成分分别为(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Fei6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Vl6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7All6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Nbl6.7尚熵非晶合金的XRD图谱；
[0037]图11本发明112洲€系高熵非晶合金材料中，1^16.72^71^16.7?616.7恥16.7]?16.7体系中成分分别为(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Fei6.7Nbl6.7Agl6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Fei6.7Nbl6.7Cui6.7尚熵非晶合金的XRD图谱；
[0038]图12 本发明 TiZrHf 系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ni16.7Al16.7 高熵非晶合金的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]本发明实施例提供一种TiZrHf系高熵非晶合金材料，所述合金材料至少由5种元素组成，其中，所述合金中各个元素的原子百分比相等;所述合金材料组为如下(a)?(i)中的任一种:
[0041 ] (a)Ti2oZr2oHf2oCu2oM2o；
[0042] (b)Ti2oZr2oHf2oNi2oM2o；
[0043](c)Ti2oZr2oHf2oAg2oM2o；
[0044](d)Ti2oZr2oHf2oAl2oM2o；
[0045](e)TizZrzHfzCuzAgzMz；
[0046](f)TizZrzHfzNizNbzMz；
[0047](g) TizZrzHfzNizAgzMz ；
[0048](h)TizZrzHfzFezNbzMz；
[0049](i)TizZrzHfzCuzNizAlz。
[0050]其中，在任一实施例中，(a)中的M为Al、Ag、V、Mn、B、S1、Cr中的任一种；(b)中的M为△ 1^8、￥小6、恥、了3、(:0中的任一种；((3)中的]\1为0、￥小6中的任一种；((1)中的]\1为?6、￥、厶8中的任一种；(e)中的2 = 100/6，]?为￥、恥小6、0、祖^1中的任一种；(0中的2 = 100/6，]\1为卩6、&1^1、￥中的任一种；(8)中的2 = 100/6，]\1为?6、￥^1、恥中的任一种；(11)中的2 = 100/6，]\1为Cu、Ag中的任一种;(i)中的Z = 100/6。
[0051]在一优选实施例中，(a)?(i)中的合金材料呈条带状。
[0052]在一优选实施例中，(a)?(i)中的合金材料的厚度为20?50μπι。
[0053]该实施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料，均由5种或者5种以上的元素组成高熵非晶合金条带，主要以轻金属为主，极大的降低了高熵非晶合金的成本，并且每种高熵非晶合金条带的各个组分的摩尔含量相同，极大的丰富了高熵非晶合金的报道，为高熵非晶合金的进一步研究与应用提供了理论性和实验性的指导。
[0054]相应地，本发明实施例在提供TiZrHf系高熵非晶合金材料的前提下，还进一步提供了该TiZrHf系高熵非晶合金材料的一种制备方法。
[0055]在一具体实施例中，该TiZrHf系高熵非晶合金材料的一种制备方法至少包括以下步骤:
[0056](I)按照合金材料的配比，称取各组分；
[0057](2)将步骤(I)获得的各组分置于真空电弧环境中熔炼；
[0058](3)将步骤(2)获得的合金熔融后喷射至辊压设备中辊压成条带状合金薄带。
[0059]其中，在优选的实施例中，步骤(I)称取各组分时，有必要精确到0.lmg，且所使用的各元素的金属原料纯度在99.9%以上，确保各组分形成合金时各组分含量配比达到等摩尔，而且不能因为杂质量过多而出现晶界或错位等缺陷。
[0060]在优选的实施例中，步骤(2)在真空电弧熔炼炉中进行熔炼。具体的熔炼过程是先用机械栗将炉体内的气压抽到5Pa以下，然后转换成扩散栗对熔炼炉进行抽真空，采用高纯度氩气对炉体进行反复清洗，然后调节真空度为(2?6) X 10—3Pa，充入0.04?0.06MPa的氩气作为保护气体，在氩气保护气体的环境中开始熔炼。
[0061 ]在优选的实施例中，步骤(3)将步骤(2)熔炼获得的均匀的合金锭剪碎成适合大小后，放入洁净的耐高温石英玻璃，然后将耐高温石英玻璃固定于感应炉内，调节感应炉的真空度为(2?6) X 10—3Pa，充入不高于0.05MPa的氩气作为保护气体，熔融处理，并将熔融后的合金喷射至高速旋转的铜辊表面，在铜辊表面进行快速冷却辊压，得到条带状高熵非晶合金薄带。
[0062]进一步地，还包括采用X射线衍射仪检测步骤(3)获得的条带的结构特征，以确保得到的条带表面平整光滑无孔洞无裂纹等缺陷，如果有缺陷，回炉再造。
[0063]更进一步地，得到的条带的厚度为20?50μηι。
[0064]更进一步地，铜棍转动的线速度为20?50m/s，速度过小，棍压时间长，条带厚度达不到要求，而速度过快，容易产生缺陷。
[0065]本发明上述实施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料利用真空电弧熔炼技术制备了包含5种或5种以上合金元素组成的高熵条带非晶，这些新成分的出现丰富了高熵非晶的报道，对高熵非晶合金材料今后的研究将具有理论跟实验上的双重意义。
[0066]为了更好的体现本发明实施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制备方法，下面通过多个实施例进一步说明。
[0067]实施例1
[0068](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0069](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti2QZr2QHf 2oCu2()M2()，(M=Al、Ag、V、Mn、B、S1、Cr)的高熵非晶合金薄带；
[0070](3)用XRD来测试其组织结构。
[0071]图1 中(a)、(b)、(c)、(d)为实施例1 中成分为Ti20Zr20Hf20Cu20Mn20、Ti2oZr2oHf2()Cu2()Ag2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()V2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()Al2()的高熵非晶合金，通过恪体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱。图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构；
[0072]图2 和图 3 分别为实施例1 中 Ti2QZr2QHf2()Cu2()Si2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()B2()的高熵非晶合金通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构；
[0073]图4是实施例1中Ti2QZr2QHf2QCu2QCr2()的高熵非晶合金;通过熔体旋淬方法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中存在着馒头状的漫散射峰，同时也存在与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有并不完全的非晶态结构。
[0074]实施例2
[0075](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0076](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti2QZr2QHf2()Ni2()M2()，(M = Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co)的高熵非晶合金薄带；
[0077](3)用XRD来测试其组织结构。
[0078]图5中(a)、(b)、(d)、(e)、(g)为实施例2中成分为Ti2oZr2oHf2oNi2oCo20、Ti20Zr20Hf20Ni20Fe20NTi20Zr20Hf20Ni20Nb20NTi20Zr20Hf20Ni20Ag20NTi20Zr20Hf20Ni20Al20l3/tl 尚?非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0079]图5中(C)、⑴为施例2中成分为Ti2oZr2oHf2oNi2oV2o、Ti2oZr2oHf2oNi2oTa2。的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中存在着馒头状的漫散射峰，同时也存在少量与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有并不完全的非晶态结构。
[0080]实施例3
[0081](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0082](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti2QZr2QHf2()Ag2()M2()，(M = Fe、V、Cr)的高熵非晶合金薄带；
[0083](3)用XRD来测试其组织结构。
[0084]图6中(a)、(b)、(c)为实施例3中成分为Ti2QZr2QHf2()Ag2()Fe2()、Ti2()Zr2()Hf2()Ag2()V20、Ti2QZr2OHf 2QAg2QCr2()的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0085]实施例4
[0086](I)首先按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0087](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti2QZr2QHf2()Al2()M2()，(M = Fe、V、Ag)的高熵非晶合金薄带；
[0088](3)用XRD来测试其组织结构。
[0089]图7中(a)、(b)、(c)为实施例4中成分为Ti20Zr20Hf20Al20Fe20、Ti20Zr20Hf20Al20V20、Ti2QZr2QHf 2QAl2QAg2()的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0090]实施例5
[0091](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0092](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜棍上面，冷却得到所述成分为1'；[16.721'16.71^16.7(^116.74816.7116.7，(1 = ￥、Nb、Fe、Cr、N1、Al)的高熵非晶合金薄带；
[0093](3)用XRD来测试其组织结构。
[0094]图8中(13)、(。)、((1)、(6)为实施例5中成分为1'；[16.721'16.7]^16.701116.7厶区16.7016.7、Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nbl6.7NTil6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Vl6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7Ni16.7的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0095]图8中(a)、(f)为实施例5中成分为Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Cui6.7Agi6.7Fei6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7Al16.7的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中存在着馒头状的漫散射峰，同时也存在少量与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有并不完全的非晶态结构。
[0096]实施例6
[0097](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0098](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜棍上面’冷却得到所述成分为打^^咖^出^^附^^他^^^山⑶=Al、Fe、Cu、V)的高熵非晶合金薄带；
[0099](3)用XRD来测试其组织结构。
[0100]图9中(a)、(b)、(C)、(d)为实施例5 中成分为Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Ali6.7、Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Fei6.7NTii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Cui6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Nb16.7V16.7的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0101]实施例7
[0102](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0103](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7M16.7，(M =Al、Fe、Nb、V)的高熵非晶合金薄带；
[0104](3)用XRD来测试其组织结构。
[0105]图10 中(a)、(b)、(C)、((1)为实施例7中成分为1'；[16.721'16.7]^16.7附16.7厶816.7卩616.7、Til6.7zrl6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7vl6.7NTil6.7zrl6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7A116.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7Nb16.7的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中存在着馒头状的漫散射峰，同时也存在少量与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有并不完全的非晶态结构。
[0106]实施例8
[0107](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0108](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Tii6.7Zr16.7Hf16.7Fe16.7Nb16.7M16.7，(M =Cu、Ag)的高熵非晶合金薄带；
[0109](3)用XRD来测试其组织结构。
[0110]图11 中(a)、(b)为实施例 8 中成分为 Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Fei6.7Nbi6.7Agi6.7、Ti16.7Zr16.7Hf16.7Fe16.7Nb16.7Cu16.7的高熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中仅有馒头状的漫散射峰，没有与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有完全的非晶结构。
[0111]实施例9
[0112](I)按照化学成分配比进行配料，然后在真空电弧熔炼炉中的氩气保护条件下反复熔炼使其混合均匀，制成母合金；
[0113](2)在抽取真空后氩气保护条件下，将母合金在快速激冷装置中使其融化，融化后喷射到高速旋转的铜辊上面，冷却得到所述成分为Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ni16.7Al16.7的高熵非晶合金薄带；
[0114](3)用XRD来测试其组织结构。
[01 15] 图12中为实施例9中成分为1'；[16.721'16.7]^16.7(^116.7附16.74116.7的尚熵非晶合金，通过熔体旋淬法获得的条带状X射线衍射图谱，图谱中存在着馒头状的漫散射峰，同时也存在少量与晶体材料对应的尖锐的衍射峰，表明该高熵非晶合金条带具有并不完全的非晶态结构。
[0116]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种TiZrHf系高熵非晶合金材料，其特征在于:所述合金材料至少由5种元素组成；其中，所述合金中各个元素的原子百分比相等;所述合金材料组成为如下(a)?(i)中的任一种: (a)T i 2oZr 2oHf2oCu2oM2。，其中，所述M 为 A1、Ag、V、Mn、B、S 1、Cr 中的任一种; (b)T I20Zr20Hf2ONi2OM2O，其中，所述M为 Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co 中的任一种； (c)TI20Zr20Hf2OAg2OM2O，其中，所述 M 为 Cr、V、Fe 中的任一种； (d)Ti2QZr2QHf 2qAI2qM2q，其中，所述M为Fe、V、Ag 中的任一种； (e)T izZrzHfzCuzAgzMz，其中，z = 100/6，所述M 为 V、Nb、Fe、Cr、N1、Al 中的任一种; (DTizZrzHfzNizNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 为 Fe、Cu、Al、V中的任一种； (g)TizZrzHfzNizAgzMz，其中，z= 100/6，所述 M 为 Fe、V、A1、Nb 中的任一种； (h)TizZrzHfzFezNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 为 Cu、Ag 中的任一种； (i)TizZrzHfzCuzNizAlz，其中，z= 100/6。2.如权利要求1所述的合金材料，其特征在于:所述合金材料呈条带状。3.如权利要求1所述的合金材料，其特征在于:所述合金材料的厚度为20?50μηι。4.如权利要求1?3任一所述的合金材料的制备方法，至少包括以下步骤: (1)按照合金材料的配比，称取各组分； (2)将步骤(I)获得的各组分置于真空电弧环境中熔炼； (3)将步骤(2)获得的合金熔融后喷射至辊压设备中辊压成条带状合金薄带。5.如权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于:所述熔炼过程中充入0.04?0.06MPa的氩气作为保护气氛。6.如权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中熔融是将合金置于耐高温的石英玻璃管中在氩气气氛中熔融。7.如权利要求6所述的合金材料的制备方法，其特征在于:所述氩气气氛的压强不大于0.05MPa。8.如权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于:所述辊压的线速度为20?50m/so9.如权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于:所述辊压设备为铜辊。
【文档编号】C22C45/00GK106086712SQ201610378658
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】曾燮榕, 胡强, 李 瑞
【申请人】深圳大学