具有硅的熔融材料的容納的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了硅共晶合金組合物和制備所述硅共晶合金組合物的方法。在一種途徑中，方法可包括使用玻璃碳容器以限制所述共晶合金熔體的污染。在一種可供選擇的途徑中，方法可包括使用具有鋁的容器。所述容器中的鋁可提供摻入所述硅共晶合金中的鋁。本發(fā)明還公開了通過此類方法制備的硅共晶主體。
【專利說明】具有硅的熔融材料的容納

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開整體涉及共晶合金，更具體地講涉及包括硅（Si)的共晶合金組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 本節(jié)中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，并且可能并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003] 硅共晶組合物作為結(jié)構(gòu)和耐磨組件而受到了極大的技術(shù)關(guān)注。這些"可澆鑄的陶 瓷"材料可具有與某些技術(shù)陶瓷相似的機(jī)械特性，包括良好的耐磨性、腐蝕行為、韌度和強(qiáng) 度。例如，Si-CrSi 2共晶合金復(fù)合材料已得到了研究，并且其機(jī)械特性類似于或優(yōu)于許多技 術(shù)陶瓷。還已認(rèn)識到，這些合金可通過熔鑄工藝制造（參見例如WO 2011/022058)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文描述了在基本上不污染熔融硅共晶合金的容器中形成硅共晶合金的方法。此 夕卜，根據(jù)本公開的教導(dǎo)描述了硅共晶合金和制造硅共晶合金的方法。
[0005] 根據(jù)本公開的一個方面，硅共晶合金組合物包括主體，所述主體包括：含有硅、金 屬兀素M a、金屬兀素Mb的共晶合金，以及包括含有娃的第一相、含有金屬兀素Ma的第二相和 含有金屬元素M b的第三相的共晶聚集體。第二相具有式MaSi2，而第三相具有式MbSi 2，第二 和第三相不能混溶。金屬元素Ma可包括鉻，而金屬元素Mb可包括釩。
[0006] 根據(jù)本公開的又一方面，制備共晶合金組合物的方法包括將包括硅和金屬的混合 物在容器中加熱以形成共晶合金熔體。所述金屬包括一種或多種金屬元素M，并且容器與共 晶合金熔體接觸的部分包括玻璃碳。所述方法還包括從共晶合金熔體移除熱以使共晶合金 熔體凝固，從而形成共晶合金組合物，其包括硅、所述一種或多種金屬元素M以及包括硅的 第一相與作為硅化物相的第二相的共晶聚集體。
[0007] 根據(jù)本公開的一個方面，硅共晶合金組合物包括主體，所述主體包括：含有硅、鋁、 金屬兀素M a、金屬兀素Mb的共晶合金，以及包括含有娃的第一相、含有金屬兀素Ma和金屬兀 素M b的第二相的共晶聚集體。第二相為硅化物，所述硅化物包括金屬元素Ma和金屬元素Mb 的固溶體并具有SMfcsMb^cSi2 (其中K1)。
[0008] 所述硅共晶合金組合物可有利地用于許多行業(yè)中的任一者，諸如以舉例的方式， 化工、石油與天然氣、半導(dǎo)體、機(jī)動車、航空航天、機(jī)器零件和太陽能行業(yè)等等，在這些行業(yè) 中需要表現(xiàn)出良好的斷裂韌度和耐磨性的組件。
[0009] 通過本文提供的說明，其他適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，說明和具體實例 旨在僅用于示例目的，而非旨在限制本公開的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 本文所述的附圖僅用于例示目的，而非旨在以任何方式限制本公開的范圍。
[0011] 圖 1 是得自 ASM Alloy Phase Diagrams Center, P. Villars，editor-in-chief，H. Okamoto and K. Cenzual，section editors，ASM International,Materials Park, OH, USA, 2006-2011 (ASM 合金相圖中心，總編 P. Viliars，專節(jié)編輯 H. Okamoto 和 K. Cenzual，美國材料信息學(xué)會，美國俄亥俄州材料公園，2006-2011年）的Cr-Si相圖；
[0012] 圖2是垂直于通過定向凝固制備的共晶合金樣品表面而對齊的桿狀加強(qiáng)相結(jié)構(gòu) 的光學(xué)顯微圖；
[0013] 圖3是氧化鋁坩堝中元素硅的加熱循環(huán)的差示掃描量熱法（DSC)溫度記錄圖，表 明了通過增加熔體中的循環(huán)次數(shù)并因此增加時間，觀察到了對應(yīng)于Si的熔化的吸熱峰向 更低的溫度偏移并且強(qiáng)度降低；
[0014] 圖4A-4B是在溫度循環(huán)后容納硅的氧化鋁坩堝的掃描電鏡（SEM)/能量色散譜 (EDS)圖像，表明了在硅中存在鋁；
[0015] 圖5是氧化鋁坩堝中元素硅的加熱循環(huán)的DSC溫度記錄圖；
[0016] 圖6是與Al2O3混合的元素硅的混合物在加熱到1600°C-小時后的X射線衍射 (XRD)圖；
[0017] 圖7A-7B是Si+Cr+V混合物在氧化鋁坩堝中的溫度循環(huán)下的（A) DSC和（B) SEM/ EDS,顯示了包括錯的證據(jù)；
[0018] 圖8A-8B是玻璃碳坩堝中純硅的（A) DSC溫度記錄圖和（B)SEM圖像，其中SEM圖 像中最淺的對比度為硅，最深的對比度為玻璃碳，而中等對比度為SiC，并且DSC溫度記錄 圖隨溫度循環(huán)保持不變表明在循環(huán)之間未觀察到的組成差異；
[0019] 圖9是裝到玻璃碳坩堝中的Si+Cr+V混合物的DSC溫度記錄圖，并且DSC溫度記 錄圖隨循環(huán)保持不變表明在循環(huán)之間未觀察到的組成差異；
[0020] 圖10A-10B是玻璃碳容器中Si+Cr+V混合物的DSC溫度記錄圖；
[0021] 圖IIA-IIB是Si+Cr+V混合物的較大樣品部分的（A)DSC溫度記錄圖和（B)XRD ;
[0022] 圖12A-12C是⑷氧化鋁中的硅和碳中的硅的熔融溫度，⑶氧化鋁中和碳中的 Si+Cr+V共晶的熔融溫度，以及（C)Al-Si的相圖；
[0023] 圖13是隨計數(shù)而變化的釩原子％的EDS逐點分析的圖線；
[0024] 圖14是CrSi2和VSi2的可能的相圖的示意圖；
[0025] 圖15A-15B是（A)除了在氧化鋁容器中外與圖IOA的樣品相同的樣品的DSC溫度 記錄圖，以及（B)隨溫度而變化的Si-V共晶組成的分率圖，其顯示了具有不同量的釩的共 晶的起始溫度；以及
[0026] 圖16A-16D是（A)釩、鉻和鋁合成圖像、（B)釩、（C)鉻和⑶鋁的EDS圖。

【具體實施方式】
[0027] 以下說明實質(zhì)上僅為示例性的，并且決不旨在限制本公開或其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng) 理解，在整個說明中，相應(yīng)的參考編號指示相同或相應(yīng)的部件或特征。
[0028] 本公開整體涉及硅共晶合金組合物以及制備硅共晶合金組合物的方法。給出以下 具體實施例以示出根據(jù)本公開的教導(dǎo)的硅共晶合金組合物的設(shè)計和使用，它們不應(yīng)被視為 限制本公開的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本公開應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離或超出本公開 的實質(zhì)和范圍的情況下，在本文所公開的具體實施例中做出許多改變且仍獲得相同或類似 的結(jié)果。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，在本文記錄的任何性質(zhì)表示以常規(guī)方式測得的 性質(zhì)并可通過多種不同的方法獲得。本文所述的方法代表一種這樣的方法，并且可在不超 出本公開的范圍的情況下使用其他方法。
[0029] 氧化鋁（Al2O3)通常用作具有硅的熔融混合物的容納容器。然而，熔融硅和具有硅 的混合物或組合物可具有高度的腐蝕性并表現(xiàn)出對幾乎每種已知的材料的反應(yīng)性。重要的 是選擇合適的容納容器以避免向熔體中引入不希望的雜質(zhì)。
[0030] 發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將氧化鋁坩堝用于容納包括硅的熔體時，鋁金屬可按與混合物 保持熔融態(tài)的時長成比例的量摻入熔體。然而，已證實玻璃碳（例如玻璃狀碳）可在不引 入可檢測雜質(zhì)的情況下容納熔融硅和具有硅的熔體。因此，玻璃碳可有利地用于容納熔融 態(tài)的含硅材料以用于商業(yè)生產(chǎn)，以及還用于通過差示掃描量熱法（DSC)研究物理性質(zhì)。
[0031] 出人意料的是，在共晶合金熔體中存在鋁會影響硅化物相在所得的共晶合金中的 混溶性。例如，當(dāng)將氧化鋁坩堝用于容納Si-V-Cr體系中的熔融合金時，來自坩堝的鋁可摻 入熔體并且所得的共晶合金可包括可混溶的CrSi 2和VSi2相。然而，當(dāng)將玻璃碳坩堝用于 確保熔體無鋁污染時，已發(fā)現(xiàn)CrSi2和VSi 2相不能混溶。不受理論的約束，當(dāng)鋁包括在共晶 合金熔體中時，據(jù)信至少一些鋁會與硅化物相形成固溶體，從而導(dǎo)致硅化物相的晶格結(jié)構(gòu) 發(fā)生改變，這將帶來硅化物相的混溶性。
[0032] 已篩選了許多其他的材料以用作包括硅的熔體的坩堝或容器，包括石墨、氮化硼、 藍(lán)寶石、金剛石涂層石墨、碳化硅涂層氧化鋁、碳化硅涂層石墨和無定形二氧化硅。在初步 測試中觀察到這些材料的每一種都明確地與熔融硅相互作用，在實驗室分析中得到了意想 不到的結(jié)果。
[0033] 作為背景，下文首先描述包括硅（Si)和金屬元素（M)的共晶合金組合物的一般說 明。元素Si和M的共晶反應(yīng)可描述如下：
[0034] (I) L<=>Si + MSi2^
[0035] ⑵ L<=>MxSiy + MSi2，
[0036] 其中液相（L)和兩個固相（例如，如（1)中的Si和MSi2，或如（2)中的M xSiy和 MSi2)以共晶組成并在相應(yīng)的共晶溫度下以平衡態(tài)存在。圖1是示例相圖，示出了元素硅和 鉻的共晶反應(yīng)。就二元共晶合金而言，共晶組成和共晶溫度限定不變點（或共晶點）。具有 共晶組成的液體在通過共晶溫度冷卻時發(fā)生共晶凝固，從而形成由固相共晶聚集體組成的 共晶合金。共晶組成下的共晶合金在比元素或化合物成分及其任何其他組成低的溫度下熔 化。
[0037] 根據(jù)本公開的一個方面，硅共晶合金組合物可包括主體，所述主體具有：含有硅、 金屬元素M a、金屬元素Mb的共晶合金，和共晶聚集體。共晶聚集體可包括含有硅的第一相、 含有金屬元素M a的第二相以及含有金屬元素Mb的第三相。第二和第三相可以是不能混溶 的。
[0038] Ma和Mb可以是本文所述的任何金屬元素M。例如，M a和Mb可各自包括選自以下的 至少一種元素：鉻、釩、鎢、鎂、鈮、鉭、鈦、鑰、鈷、鋯、鉿、錳、鎳和錸。此外，金屬元素M a可以 是或包括鉻，而金屬元素Mb可以是或包括釩。Ma和Mb可以是不同的金屬元素或不同的金屬 元素組合物。
[0039] 第一相可以是元素硅相。例如，元素硅相可以是晶體硅和/或非晶硅的形式。或 者，第一相可以是金屬間化合物相。例如，第一相可包括娃和金屬兀素M。第一相可具有式 MxSiy,其中x和y為整數(shù)。一般來講，金屬間化合物相不同于第二相。例如，如果第二相為 二硅化物相，則X可以不是1，并且y可以不是2。
[0040] 第二相或硅化物相可以是二硅化物相。此外，第二相可具有式MaSi2。例如，二硅化 物相可選自 CrSi2、VSi2、WSi2、MgSi2、NbSi 2、TaSi2、TiSi2、MoSi2、CoSi 2、ZrSi2、HfSi2、MnSi2、 NiSi 2 和 ReSi2。
[0041] 第三相可具有式MbSi2。第二和第三相可因基本上不具有鋁污染而不能混溶。因 此，所述共晶合金組合物可包括低于約〇. 1重量％的鋁。
[0042] 雖然第二和第三相不能混溶，但是第二和第三相的組成（例如MaSi2和M bSi2)可共 有共同元素。例如，CrSi2可在固溶體中具有一些釩，而VSi 2可在固溶體中具有一些鉻。然 而，CrSi2相和VSi2相具有不同的組成并因此不能混溶。
[0043] 共晶聚集體可具有取決于凝固過程的形態(tài)。共晶聚集體可具有層狀形態(tài)，其包括 可稱為基質(zhì)相和加強(qiáng)相的固相（例如第一和第二相）的交替層，具體取決于其相應(yīng)的體積 分率，其中加強(qiáng)相以低于基質(zhì)相的體積分率存在。換句話講，加強(qiáng)相以低于〇. 5的體積分率 存在。加強(qiáng)相可包括分立的共晶結(jié)構(gòu)，而基質(zhì)相可以為基本上連續(xù)的。例如，共晶聚集體可 包括分散在基本上連續(xù)的基質(zhì)相中的桿狀、板狀、針狀和/或球狀結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)相。此類共晶 結(jié)構(gòu)可稱為"加強(qiáng)相結(jié)構(gòu)"。
[0044] 共晶聚集體中的加強(qiáng)相結(jié)構(gòu)在至少一個維度（例如長度）超過另一個維度（例如 寬度、厚度、直徑）2或更高的系數(shù)時還可以稱為高縱橫比結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)相結(jié)構(gòu)的縱橫比可通 過光學(xué)或電子顯微鏡使用標(biāo)準(zhǔn)測量和圖像分析軟件而測定?？蓪δ踢^程進(jìn)行控制以在基 質(zhì)相中形成高縱橫比結(jié)構(gòu)并使之對齊。例如，當(dāng)通過定向凝固過程制備共晶合金時，可能 的是沿著凝固方向?qū)R多個高縱橫比結(jié)構(gòu)，如例如圖2中所示，該圖顯示了垂直于示例性 Si-CrSi 2共晶合金樣品表面對齊（并在圖中沿位錯線觀察）的桿狀結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微圖。
[0045] 根據(jù)本公開的一個方面，制備其中第二和第三相可以是不能混溶的硅共晶合金的 方法可包括在容器中加熱含有娃、金屬兀素M a和金屬兀素Mb的混合物以形成共晶合金烙 體，其中容器與共晶合金熔體接觸的部分包括玻璃碳。所述方法還可以包括從共晶合金熔 體移除熱以使共晶合金熔體凝固，從而形成主體。
[0046] 元素硅和元素金屬可包括用于形成合金的其他元素或者可以具有相對高的純度。 因此，元素硅和/或金屬元素可包括多種多樣的雜質(zhì)。例如，元素硅和/或金屬元素可以 為化學(xué)級、冶金級、太陽能級、電子級、半導(dǎo)體級或超高純度。例如，元素硅和/或金屬元素 可具有至少約95重量％、至少約99重量％、至少約99. 9重量％或約95重量％至約99重 量％的純度。此外，元素硅和/或金屬元素可包括合金元素，諸如鐵（例如硅鐵合金）、硼、 鋁、鈣等。因此，較低純度的硅和/或金屬元素可以是包括合金元素的手段。此外，混合物 可包括一種或多種另外的合金元素。
[0047] 加熱混合物可包括例如電阻或感應(yīng)加熱。使混合物的組分一起熔化可包括將硅和 金屬元素加熱到等于或高于共晶溫度的預(yù)定溫度。還可以將混合物加熱到過熱溫度，諸如 超過共晶溫度約50°C以上。可將熔融硅和金屬元素保持在預(yù)定的溫度一段足以發(fā)生擴(kuò)散并 使熔體勻化的時間。例如，可將混合物加熱到所述溫度維持至少約5分鐘。
[0048] 混合物的加熱可在真空中或惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行。例如，真空環(huán)境可以是維持在 約1〇_4托（約I(T2Pa)或更低（其中更低壓力與更高的真空相關(guān)聯(lián)）壓力下的環(huán)境。真空 環(huán)境也可以維持在約KT5托（KT3Pa)或低于和高于OPa的壓力下。
[0049] 容器與共晶合金熔體接觸的部分可以是玻璃碳或包括玻璃碳。例如，容器可在表 面上具有玻璃碳屏蔽涂層。玻璃碳可基本上不污染共晶合金熔體（例如，基本上無可檢測 的雜質(zhì)）。例如，共晶合金熔體可基本上不含來自玻璃碳的碳。此外，基本上無共晶合金熔 體污染可意指共晶合金熔體的熔點與不具有污染的共晶合金熔體的熔點相比基本上無改 變。例如，共晶合金熔體的熔點的改變可小于約1°C。如在下文實例中所述，可將DSC分析 用于測量合金熔體的熔點。可在共晶合金熔體與容器之間形成保護(hù)性碳化物相，其可防止 污染共晶合金熔體。例如，碳化物相可包括碳化硅。
[0050] 制備方法還可以包括從共晶合金熔體移除熱以使共晶合金熔體凝固，從而形成主 體或共晶合金組合物?？赏ㄟ^多種方法移除熱。例如，可以使用共晶合金熔體的定向凝固。 此外，可根據(jù)所需的微結(jié)構(gòu)以多種速率冷卻共晶合金熔體。例如，可以至少約KTC /min的 速率冷卻共晶合金熔體。
[0051] 根據(jù)本公開的另一方面，提供了制備共晶合金組合物的方法。所述方法可包括在 包括玻璃碳的容器中加熱包括娃和金屬的混合物以形成共晶合金烙體。
[0052] 金屬可包括一種或多種金屬元素M。所述一種或多種金屬元素M可包括選自以下 的至少一種元素：鉻、銀、鶴、鎂、銀、鉭、鈦、鑰、鈷、锫、鉿、猛、鎳和錸。
[0053] 所述共晶合金組合物可包括娃、所述一種或多種金屬兀素M以及含有娃的第一相 與作為硅化物相的第二相的共晶聚集體。
[0054] 不同于上文所述的本公開的某些之前的方面，可有意地將鋁包括在硅共晶合金組 合物中。例如，硅共晶合金組合物可包括主體，所述主體包括：具有硅、鋁、金屬元素M a、金屬 元素Mb的共晶合金，和共晶聚集體。例如，共晶合金包括大于約0. 1重量％的鋁、約0. 1重 量％至約10重量％的鋁或約i重量％至約7重量％的鋁。
[0055] 共晶聚集體可包括含有硅的第一相以及含有金屬元素Ma和金屬元素Mb的第二 相。第二相為二娃化物，所述二娃化物包括金屬兀素M a和金屬兀素Mb的固溶體并具有式 1^1^_3^2(其中〇〈眾1)。分量叉也可以在〇.〇1〈眾〇.99的范圍內(nèi)。因此肩# 2和11^2 可以在共晶合金中混溶。因此，共晶合金可僅含一個硅化物相。此外，硅共晶合金組合物中 的至少一些鋁可與硅化物一起處于固溶體中。例如，硅化物可具有約〇. 1重量％的鋁或至 少約0. 1重量％的鋁。
[0056] 根據(jù)本公開的一個方面，制備其中硅化物包括金屬元素Ma和金屬元素Mb的固溶體 并具有SMhM l^sSi2的硅共晶合金的方法可包括：在容器中加熱包括硅、鋁、金屬元素 Ma 和金屬元素Mb的混合物以形成共晶合金熔體，其中容器與共晶合金熔體接觸的部分包括玻 璃碳；以及從共晶合金熔體移除熱以使共晶合金熔體凝固，從而形成主體。
[0057] 在一種可供選擇的方法中，所述方法可包括：在容器中加熱包括硅、金屬元素仏和 金屬元素M b的混合物以形成共晶合金熔體，其中容器與共晶合金熔體接觸的部分包括具有 鋁的組合物；以及從共晶合金熔體移除熱以使共晶合金熔體凝固，從而形成主體。容器中的 錯可提供慘入娃共晶合金中的錯。
[0058] 提供以下實例以展示使用具有鋁的容器（諸如氧化鋁）和不具有鋁的容器（諸如 玻璃碳）形成硅共晶合金復(fù)合材料的效果。
[0059] 實例I :#用氣化鋁作為焙融硅的容納材料
[0060] 將少量（<50mg)元素硅置于70 ii L容積的氧化鋁坩堝中，并裝到DSC(Mettler TGA/DSC 1)中。然后將材料在不到10分鐘內(nèi)加熱到1KKTC，并保持等溫5分鐘。然后將 樣品以20°C /min加熱到1550°C，保持等溫5分鐘，然后以-20°C /min降回到1KKTC，之后 再保持5分鐘。將1100與1550°C之間的循環(huán)總共循環(huán)六次。將儀器用氬氣一直以70mL/ min的總流速連續(xù)吹掃。在后續(xù)加熱循環(huán)中，觀察到了對應(yīng)于元素硅的熔化的恒溫起點向更 低的溫度偏移并且積分強(qiáng)度（焓）降低，如圖3所示。
[0061] 在該熱程序之后與X射線衍射（XRD) -起通過掃描電子顯微術(shù)（SEM)、能量色散譜 (EDS)對材料進(jìn)行分析表明存在已摻入硅本體中的元素鋁。圖4A是氧化鋁坩堝和硅的SEM 圖像，而圖4B是圖4A的圓圈區(qū)域的放大圖像。如圖5所示，低溫DSC(圖5)還揭示出出現(xiàn) 的相變。
[0062] 將元素硅與約25體積％的Al2O3的混合物加熱到1600°C維持一小時。下表4提 供了在加熱之前（初始）和之后（最終）測得的混合物的硅、Al 2O3和鋁的體積百分比。圖 6是在加熱之后混合物的XRD圖。
[0063] 表4 :在加熱之前和之后測得的相的體積百分比。

【權(quán)利要求】
1. 一種制備硅共晶合金主體的方法，所述方法包括： 在容器中加熱混合物從而形成共晶合金熔體，其中所述混合物包括硅和金屬元素Ma， 其中所述容器與所述共晶合金熔體接觸的部分包括玻璃碳；以及 從所述共晶合金熔體移除熱以使所述共晶合金熔體凝固，從而形成具有共晶聚集體的 硅共晶合金主體，所述共晶聚集體包括含有硅的第一相和含有金屬元素Ma的第二相，其中 所述第二相具有式MaSi2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合物包括含有金屬元素Mb的第三相，并且 其中在所述移除步驟后，所述主體包括含有第三相的共晶聚集體，所述第三相含有所述金 屬元素Mb，其中所述第三相具有式MbSi2，并且其中所述第二和第三相不能混溶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅共晶合金組合物，其中所述金屬元素Ma包括鉻并且所述金 屬元素Mb包括鑰；。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中在所述共晶合金熔體與所述容器之間 形成碳化物相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述碳化物相包括碳化硅。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中所述玻璃碳基本上不污染所述共晶合 金熔體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述共晶合金熔體基本上不含碳。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中加熱所述混合物包括電阻或感應(yīng)加 熱。
9. 一種硅共晶合金組合物，包括： 主體，所述主體包括：含有娃、錯、金屬元素Ma、金屬元素Mb的共晶合金，以及包括含有 硅的第一相、含有所述金屬元素Ma和所述金屬元素Mb的第二相的共晶聚集體，其中所述第 二相為二硅化物，所述二硅化物包括所述金屬元素仏和所述金屬元素Mb的固溶體并具有式 XLMr、S+1:，其中〇 <x <丨，并且其中所述主體包括大于〇.丄重量％的鋁。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅共晶合金組合物，其中MaSi2和MbSi2相在所述共晶合金 中可混溶。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的硅共晶合金組合物，其中所述共晶合金僅含一個硅化 物相。
12. -種制備根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的娃共晶合金的方法，所述方法包括： 在容器中加熱包括硅、鋁、所述金屬元素Ma和所述金屬元素Mb的混合物以形成共晶合 金熔體，其中所述容器與所述共晶合金熔體接觸的部分包括玻璃碳；以及 從所述共晶合金熔體移除熱以凝固所述共晶合金熔體，從而形成所述主體。
13. -種制備根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的娃共晶合金的方法，所述方法包括： 在容器中加熱包括硅、所述金屬元素凡和所述金屬元素Mb的混合物以形成共晶合金熔 體，其中所述容器與所述共晶合金熔體接觸的部分包括具有鋁的組合物；以及 從所述共晶合金熔體移除熱以凝固所述共晶合金熔體，從而形成所述主體。
【文檔編號】C01B33/06GK104321277SQ201380025674
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月21日
【發(fā)明者】阿麗莎·阿里比, 扎迦利·鮑爾, 杰里米·畢比, 馬修·加夫, 瓦斯根·莎瑪米安, 蘭德爾·西格爾, 約瑟夫·蘇茨曼, 詹姆斯·揚(yáng)格 申請人:道康寧公司