專利名稱：非晶/非晶納米結構合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于非晶/非晶納米合金領域，其主要應用于制造或形成非晶/非晶納米結構合金材料及粉末。
背景技術：
現(xiàn)在非晶態(tài)材料的應用主要是在電學和磁學領域，其良好的機械性能還沒有被很好的加以利用。主要的原因是形成非晶態(tài)合金要求比較高的冷卻速度。所以難以形成大塊的非晶材料。因此目前大部分都是通過表面處理或噴涂等方法得到非晶態(tài)表面。
目前的納米材料研究已經(jīng)滲透到很多領域，納米材料因其獨特的物理特性而具有特別的電學、磁學和機械性能。目前的應用多是生成納米粉末，納米晶須等微觀材料，而通過對材料成分、生成溫度制度的控制，在非晶材料的基體中生成納米相而得到非晶納米結構材料的工業(yè)應用并不多。
本發(fā)明的目的是提供一種可用于生產(chǎn)熱穩(wěn)定好的，耐腐蝕，抗磨損，高硬度的，具有非晶或非晶納米結構，形成非晶時臨界冷卻速度低于103K/s的合金化學成分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明非晶/非晶納米結構合金的具體化學成分(重量％)為Mo 2-14％；Cr 3-14％；Ni 1-6％；P 4-8％；Si 1-5％；B 1-4％；C＜0.5％；Mn、Ti、Al、S、O等雜質(zhì)總和小于1％；其余為Fe。
本發(fā)明合金成分主要是從各類元素在合金中所起的作用，及非晶、納米相形成及穩(wěn)定性而設計的。本發(fā)明為金屬一類金屬合金。由于在金屬-類金屬(M-S)型合金M100-xSx中，最容易形成非晶態(tài)且具有高穩(wěn)定性的成分是在形成金屬-類金屬低共熔點成分附近，而過高的x值會降低非晶態(tài)合金的韌性。因此，本發(fā)明非晶/非晶納米結構合金的成分配比把過渡族金屬Fe、Cr、Ni、Mo的原子百分數(shù)設計占合金總量的80％左右，類金屬元素B、Si、P、C等的原子百分比占合金的20％左右。按照上述設計，可以兼顧非晶態(tài)的穩(wěn)定性，較低的冷卻速度和較高的材料韌性。由相圖中也可以推算出，這一成分范圍內(nèi)存在著多種金屬-類金屬間化合物，且本合金的各個成分處在多元共晶成分附近，這就使得合金的最低共熔點Tm降低，使得它和晶化溫度Tg點之間的溫度差ΔTg縮小，則合金更容易形成非晶態(tài)，從而可以得到非晶納米結構合金。這也是本發(fā)明合金處于臨界冷卻速度較低(＜103K/s)的原因之一。在本發(fā)明合金的組元中，F(xiàn)e為基體元素，Ni、Cr、Mo在其中有相當高的溶解度，Cr、Mo的添加還可以增加該合金熔體的粘度，大直徑的Mo原子還會提高原子重新排列結晶的難度，從而提高非晶態(tài)的熱穩(wěn)定性。B、Si和P等大半徑類金屬元素的加入與過渡族金屬形成金屬-類金屬間化合物，大分子結構也起到了提高非晶穩(wěn)定性的作用，同時也可以起到阻礙晶粒長大作用，有利于非晶納米結構的形成。由于采用了上述合金成分的配比，使得用該種配比合金制備的非晶(附圖1)或非晶納米(附圖2)結構材料具有很好的硬度(Hv0.1700-1000)、熱穩(wěn)定性(附圖3)、耐磨及耐蝕特性。


附圖1給出的曲線是采用X光粉末衍射分析法繪出的該材料制成非晶態(tài)合金粉末X光衍射曲線；附圖2給出的曲線是采用X光粉末衍射分析法繪出的該材料制成非晶納米結構合金粉末X光衍射曲線；附圖3給出的曲線是采用差熱分析法繪出的該材料制成非晶態(tài)合金粉末DTA曲線；
具體實施例方式采用本發(fā)明非晶納米結構合金材料成分配制了二十幾種合金，其中部分爐號成分見表1。
表1 四種非晶/非晶納米結構合金的化學成分(重量％)

將上述合金用高頻感應電爐熔煉，再將合金溶液冷卻制粉，得到非晶態(tài)合金粉末，其某爐粉的X光衍射曲線見圖1，從衍射圖譜可以看出，在所得到的非晶合金粉衍射譜上，沒有出現(xiàn)明顯的德拜線，而是漫寬德散射曲線。
對相同成分的合金熔體，適當降低冷卻速度制粉或經(jīng)過一定的熱處理工藝，就可以得到非晶納米結構合金粉末其X光衍射曲線見圖2，從衍射圖譜可以看出，在所得到的非晶納米結構合金粉衍射譜上，在漫寬德散射曲線中出現(xiàn)了強度不高的較寬的德拜線。這說明在非晶相中溶有納米微晶。
對上述非晶/非晶納米結構合金粉末或對用該粉末通過熱噴涂方法制成非晶/非晶納米結構的涂層進行性能檢測，其結果見表2。
表2 四種非晶/非晶納米結構合金的性能檢測表

權利要求
1.一種制備非晶納米結構材料的合金，其特征在于合金的化學成分，(重量％)為Mo 2-14％；Cr 3-14％；Ni 1-6％；P 4-8％；Si 1-5％；B 1-4％；C＜0.5％；Mn、Ti、Al、S、O等雜質(zhì)總和小于1％；其余為Fe。
全文摘要
本發(fā)明屬于非晶態(tài)及納米合金領域，主要適用于制造非晶/非晶納米結構合金。本發(fā)明合金的具體化學成分為(重量％)Mo 2－14％；Cr 3－14％；Ni 1－6％；P 4－8％；Si1－5％；B 1－4％；C ＜0.5％；Mn、Ti、Al、S、O等雜質(zhì)總和小于1％；其余為Fe。因為上述合金具有臨界冷卻速度低(10
文檔編號C22C45/02GK1763235SQ20051011721
公開日2006年4月26日 申請日期2005年11月1日 優(yōu)先權日2005年11月1日
發(fā)明者王青松 申請人:王青松