专利名称：Ni－Nb系大块非晶合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及非晶态合金领域，特别涉及Ni-Nb系大块非晶合金及制备方法。
背景技术：
非晶态合金是组成原子排列不呈周期性和对称性的一类新型合金材料。由于其特殊的微观结构，致使它们具有优越的力学、物理、化学及磁性能，如高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀，因此具有广泛的应用前景。
现已制备出Fe基、Ni基、Zr基、Cu基、Mg基、Co基、Ti基、稀土基等大块非晶合金。在这些体系中，Ni基大块非晶合金同时具有高机械强度和高耐蚀性，是一种理想的结构材料。因此，Ni基大块非晶的研制和开发具有重要意义。表1列出了一些已经报道的Ni基大块非晶合金。在已经报道的体系中，都表1 已经报道的一些大块非晶合金
包含三种以上元素，复杂的成分不利于大块非晶合金基础研究工作和工业生产的进行。
发明内容
本发明的目的是提供具有高玻璃形成能力的一种Ni-Nb系大块非晶合金及制备方法，制备出性能优异的Ni基二元大块非晶合金。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下1.Ni-Nb系大块非晶合金，该系大块非晶合金包含体积分数50-100％的非晶相，该系合金的结构式为Ni100-xNbx，其中x为Nb元素的原子百分数，35＜x＜45。
所述的非晶合金的组成元素Ni、Nb的原料纯度为99％～99.999％。
2、Ni-Nb系大块非晶合金的制备方法步骤1将纯度为99.98％的Ni和纯度为99.7％的Nb按Ni100-xNbx，其中x为Nb元素的原子百分数，35＜x＜45，在锆吸附的氩气氛中电弧熔炼，获得混合均匀的合金锭子。
步骤2把步骤1获得的锭子破碎成小块。
步骤3将步骤2得到的小块合金装入下端开口的石英管中，在真空中感应加热，用高纯氩气把熔融的合金液吹入内径1mm的水冷铜模中，制得大块非晶合金。
本发明具有的有益效果是给出了一个能够形成强度高达3.5GPa，硬度高达1000Hv，热稳定性、耐蚀性优异的二元大块非晶合金的合金体系，并确定了形成包含体积分数50-100％的非晶相的合金的成分范围。该体系非晶态合金的优异性能使其成为一种具有应用前景的结构材料。同时该系二元大块非晶合金的获得对非晶态合金的理论研究和体系开发具有重要意义。
图1是按照实施例1制备的Ni-Nb系大块非晶合金的XRD图；图2是按照实施例1制备的Ni-Nb系大块非晶合金的DSC图。
具体实施例方式
步骤1熔炼Ni100-xNbx合金锭子，其中x为Nb元素的原子百分数，35＜x＜45。
步骤2采用吹铸法或吸铸法将步骤1得到的合金锭子制备成大块非晶合金样品。
步骤3用x射线衍射法表征所得样品的结构，用差示扫描量热法获得热力学参数。
实施例1该实施例采用吹铸法制备直径1mm的Ni60.25Nb39.75大块非晶合金(尺寸达到毫米量级的非晶合金)。
步骤1将纯度为99.98％的Ni和纯度为99.7％的Nb按Ni60.25Nb39.75配比在锆吸附的氩气氛中电弧熔炼，获得混合均匀的合金锭子。
步骤2把步骤1获得的锭子破碎成小块。
步骤3将步骤2得到的小块合金装入下端开口的石英管中，在真空中感应加热，用高纯氩气把熔融的合金液吹入内径1mm的水冷铜模中，制得大块非晶合金。
步骤4用x射线衍射法表征该大块非晶的结构，图1为该样品的x射线衍射图。
步骤5用差示扫描量热法获得该大块样品的热力学参数。DSC曲线示于图2。
由图1和图2可知该实施例获得了直径1mm的大块非晶合金。该实施例获得的大块非晶合金的性能如表2所示。
表2Ni60.25Nb39.75大块非晶合金的性能。
实施例2该实施例采用吹铸法制备直径1mm的Ni63Nb37大块非晶合金。
步骤1将纯度为99.98％的Ni和纯度为99.7％的Nb按Ni63Nb37配比在锆吸附的氩气氛中电弧熔炼，获得混合均匀的合金锭子。
步骤2把步骤1获得的锭子破碎成小块。
步骤3将步骤2得到的小块合金装入下端开口的石英管中，在真空中感应加热，用高纯氩气把熔融的合金液吹入内径1mm的水冷铜模中，制得大块非晶合金。
实施例3该实施例采用吹铸法制备直径1mm的Ni58Nb42大块非晶合金。
步骤1将纯度为99.98％的Ni和纯度为99.7％的Nb按Ni58Nb42配比在锆吸附的氩气氛中电弧熔炼，获得混合均匀的合金锭子。
步骤2把步骤1获得的锭子破碎成小块。
步骤3将步骤2得到的小块合金装入下端开口的石英管中，在真空中感应加热，用高纯氩气把熔融的合金液吹入内径1mm的水冷铜模中，制得大块非晶合金。
权利要求
1.Ni-Nb系大块非晶合金，其特征在于该系大块非晶合金包含体积分数50-100％的非晶相，该系合金的结构式为Ni100-xNbx，其中x为Nb元素的原子百分数，35＜x＜45。
2.根据权利要求1所述的Ni-Nb系大块非晶合金，其特征在于所述的非晶合金的组成元素Ni、Nb的原料纯度为99％～99.999％。
3.Ni-Nb系大块非晶合金的制备方法，其特征在于步骤1将纯度为99.98％的Ni和纯度为99.7％的Nb按Ni100-xNbx，其中x为Nb元素的原子百分数，35＜x＜45，在锆吸附的氩气氛中电弧熔炼，获得混合均匀的合金锭子。步骤2把步骤1获得的锭子破碎成小块。步骤3将步骤2得到的小块合金装入下端开口的石英管中，在真空中感应加热，用高纯氩气把熔融的合金液吹入内径1mm的水冷铜模中，制得大块非晶合金。
全文摘要
本发明公开了Ni－Nb系大块非晶合金及其制备方法。该系大块非晶合金包含体积分数50－100％的非晶相，该系合金的结构式为Ni
文档编号B22D17/06GK1786251SQ200510061749
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者蒋建中, 陈连义, 刘金芳 申请人:浙江大学