本发明是属于非晶合金材料领域，主要涉及一种新三元钴基块体非晶合金及其制备方法。特别指出是一种超高强度、高非晶形成能力、优异的耐腐蚀性以及良好的软磁性能的三元块体非晶合金。
背景技术：
非晶合金因其原子排列长程无序、短程有序的独特结构，使得非晶合金具有极高的强度和硬度、良好的耐磨性和加工性能以及优异的耐腐蚀性能。一般将非晶三维尺寸大于1mm称为块体非晶合金，在众多块体非晶合金中，钴基块体非晶合金拥有较高的强度，良好的耐腐蚀性以及软磁性能。然而，早期发展的钴基非晶合金形成能力相对较低，其产品主要以薄带、丝状等形态存在。直到2000年，在inoue等开发出co40fe22nb6zr2b30直径1mm的块体非晶合金后（materialstransactionsjim. 2000,41(9):1256-1262），实现了钴基非晶合金存在形式的突破，进入块体非晶行列。随后，在2006年men等人将微量元素er引入到钴基非晶合金中，开发出临界尺寸高达10mm的co48cr15mo14c15b6er2块体非晶合金(journalofmatreialsresearch.2006,21(4):958-961)，为钴基块体非晶合金的研究打开了新局面。
为了进一步提高钴基块体非晶的力学性能，2011年张涛研制出了co-ta-b块体非晶体系（journalofmaterialsresearch. 2011,26(16):2072-2079），其断裂强度高达6gpa，但其塑性仅有0.5%，严重限制了其工程应用和进一步发展。2012年，沈宝龙等人开发出(co1-xfex)68b21.9si5.1nb5（intermetallics.23(2012)63-67）非晶合金，其室温塑性得到了一定提升，达到1.3%的塑性应变。然而，该类合金的强度却整体降低了。随后继续开发了co–nb–b非晶合金体系（journalofnon-crystallinesolids.386(2014)121–123），其最高强度达到了5200mpa，并且具有很高的非晶形成能力，临界尺寸达到2mm，塑性也得到极大改善。然而，目前已开发的钴基块体非晶合金中常含有稀贵金属，如ta、nb等，这在一定程度上限制了其发展空间和应用空间。因此，发展高强度、低成本并兼具良好耐蚀性和软磁性能的钴基块体非晶合金材料，具有重要的理论研究价值和现实应用意义。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于：（1）提供一种全新三元超高强钴基块体非晶合金及其制备方法；（2）通过所述方法制备的钴基块体非晶合金材料具有超高强度、高非晶形成能力、优异的耐腐蚀性以及良好的软磁性能等优点；(3)不含有目前高强钴基块体非晶合金体系中常用的ta、nb等稀贵金属，开发出一种成本更为低廉的钴基块体非晶合金体系。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钴基块体非晶合金，其特征在于，所述的钴基块体非晶成分cox-moy-bz体系中，x、y、z为原子百分比，59≤x≤67，17≤y≤28，11≤z≤19。所述的钴基块体非晶合金由单一的非晶相所组成，其临界直径为1~2mm；所述的钴基块体非晶合金的断裂强度为4.8gpa~5.4gpa，塑性形变量为4%；所述的钴基块体非晶合金在3.5%nacl溶液中的腐蚀电流密度为3.94μa/cm2~7.55μa/cm2；所述的钴基块体非晶合金的玻璃转变温度为818~847k。
根据上述的钴基块体非晶合金的制备方法，包含如下步骤：
（1）按照上述的钴基块体非晶合金的成分来称取co、mo、b三种高纯原材料，并且打磨金属co和金属mo表面氧化皮，保证各原材料纯度需高于99.9%。
（2）首先将配制好的原料放入真空电弧炉中；然后抽真空至4×10-3pa以下，再充入0.05mpa氩气，继续抽真空至4×10-3pa以下,再充入0.2mpa氩气；然后在纯度为99.999%的氩气保护气氛下熔炼五到七次，使得合金成分均匀，获得母合金锭；最终将母合金锭完全熔化，通过水冷铜模快速凝固技术获得钴基块体非晶合金的样棒。
进一步，步骤（1）所述的co、mo、b三种高纯原材料的纯度均大于99.9%。
进一步，步骤（2）所述的通过水冷铜模快速凝固技术获得钴基块体非晶合金的样棒。
本发明的有益效果在于：具有1~2mm的临界尺寸、4.8gpa~5.4mpa的断裂强度、良好的室温塑性、高玻璃转变温度；另外，在质量分数为3.5%nacl溶液中，表现为低的腐蚀电流密度和宽钝化区间，具有良好的耐腐蚀性能；不含有目前高强钴基块体非晶合金体系中常用的nb、ta等稀贵金属，cox-moy-bz成本更为低廉；制备本发明的块体非晶合金采用真空电弧炉的熔炼工艺，再用水冷铜模快速凝固技术制备出块体非晶合金样棒，制备工艺简单。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为实施例1的co64mo22b14块体非晶合金的xrd图谱。
图2为实施例1的co64mo22b14块体非晶合金的压缩应力应变曲线图
图3为实施例1的co64mo22b14块体非晶合金动电位极化曲线。
图4为实施例2的co59mo28b13块体非晶合金的xrd图谱。
图5为实施例2的co59mo28b13块体非晶合金动电位极化曲线。
图6为实施例3的co59mo24b17、co60mo26b14、co65mo24b11块体非晶合金dta图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
制备co64mo22b14块体非晶
（1）按照co64mo22b14钴基块体非晶合金的成分来称取co、mo、b三种高纯原材料，并且打磨金属co和金属mo表面氧化皮，保证各原材料纯度需高于99.9%。
（2）首先将配制好的原料放入真空电弧炉中；然后抽真空至4×10-3pa以下，再充入0.05mpa氩气，继续抽真空至4×10-3pa以下,再充入0.2mpa氩气；然后在纯度为99.999%的氩气保护气氛下熔炼五到七次，使得合金成分均匀，获得母合金锭；最终将母合金锭完全熔化，通过水冷铜模快速凝固技术获得钴基块体非晶合金的样棒。
将实施例1制得的co64mo22b14块体非晶合金棒材经x射线衍射(xrd)分析，如图1所示的co64mo22b14块体非晶合金xrd图谱，图中结果表现为非晶材料典型的漫散射峰包，无明显的晶体峰，在xrd精度范围内可以说明该成分由单一非晶相组成，其非晶形成临界尺寸为直径2mm。
将实施例1制得的co64mo22b14块体非晶合金棒材进行压缩力学实验分析，如图2所示co64mo22b14块体非晶合金压缩应力应变曲线，结果表明co64mo22b14块体非晶合金的断裂强度为5250mpa，塑性应变约为4%。
将实施例1制得的co64mo22b14块体非晶合金棒材在质量分数为3.5%的nacl溶液中进行电化学实验，如图3所示co64mo22b14块体非晶合金的动电位极化曲线图，结果表明，co64mo22b14块体非晶合金具有明显的钝化区，属于均匀腐蚀，其腐蚀电流密度约为7.55μa/cm2。
实施例2
制备co59mo28b13块体非晶
（1）按照co59mo28b13钴基块体非晶合金的成分来称取co、mo、b三种高纯原材料，并且打磨金属co和金属mo表面氧化皮，保证各原材料纯度需高于99.9%。
（2）首先将配制好的原料放入真空电弧炉中；然后抽真空至4×10-3pa以下，再充入0.05mpa氩气，继续抽真空至4×10-3pa以下,再充入0.2mpa氩气；然后在纯度为99.999%的氩气保护气氛下熔炼五到七次，使得合金成分均匀，获得母合金锭；最终将母合金锭完全熔化，通过水冷铜模快速凝固技术获得钴基块体非晶合金的样棒。
将实施例2制得的co59mo28b13块体非晶合金棒材经x射线衍射(xrd)分析，如图4所示co59mo28b13块体非晶合金的xrd图谱，图中结果表现为非晶材料典型的漫散射峰包，其中没有出现明显的晶体峰，在xrd精度范围内可以说明该成分由单一非晶相组成，其最大非晶形成尺寸为直径1.5mm。
将实施例2制得的co59mo28b13块体非晶合金棒材在质量分数为3.5%的nacl溶液中进行电化学实验，如图5所示co59mo28b13块体非晶合金的动电位极化曲线图，结果表明，co59mo28b13块体非晶合金呈现明显的钝化区间，属于典型的均匀腐蚀，其腐蚀电流密度约为3.94μa/cm2。
实施例3
制备co59mo24b17、co60mo26b14、co65mo24b11块体非晶合金
（1）按照co59mo24b17、co60mo26b14、co65mo24b11钴基块体非晶合金的成分来称取co、mo、b三种高纯原材料，并且打磨金属co和金属mo表面氧化皮，保证各原材料纯度需高于99.9%。
（2）首先将配制好的原料放入真空电弧炉中；然后抽真空至4×10-3pa以下，再充入0.05mpa氩气，继续抽真空至4×10-3pa以下,再充入0.2mpa氩气；然后在纯度为99.999%的氩气保护气氛下熔炼五到七次，使得合金成分均匀，获得母合金锭；最终将母合金锭完全熔化，通过水冷铜模快速凝固技术获得钴基块体非晶合金的样棒。
将实施例3制得的直径1mm的co59mo24b17、co60mo26b14、co65mo24b11三种非晶合金进行dta分析，如图6所示co59mo24b17、co60mo26b14、co65mo24b11块体非晶合金dta曲线，结果表明，该系列钴基块体非晶合金具有显著的玻璃转变和晶化现象，其玻璃转变温度tg为818~847k，晶化初始温度tx为911~920k，具有极高的热稳定性。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。