[发明专利]Nb-Ni-Co三元非晶合金条带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Nb基非晶合金及其制备方法，具体地说，涉及一种一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带及其制备方法，该Nb-Ni-Co三元非晶合金条带具有高的热稳定性、高的晶化温度和高的硬度。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对具有优异性能的结构/功能材料的需求日益增加。非晶合金材料因其高强度，高硬度，耐腐蚀、耐磨损等特点得到了广泛的关注。经过不断探索，已有众多非晶合金材料体系被开发出来，包括Zr基、Pd基、Fe基、Mg基、Ti基、Ni基、Cu基等等。目前已可制备出非晶合金粉末、非晶合金条带和块体非晶合金等多种形态的非晶合金材料。然而迄今为止，Nb基非晶合金却少有报道，见于报道的多为机械合金化方法制备的非晶合金粉末。上世纪70年代，Giessen等报导Ni-Nb合金在Ni含量为40％～66％原子百分比时可以制备出非晶合金条带，但没有说明其具体用途。2010年Georgarakis等人报导了二元Nb-Si非晶合金条带，但对制备条件的要求极为苛刻，只有当辊轮转速达到64m/s才能制备出完全非晶态的条带。因此，开发新的合金成分对制备Nb基非晶合金十分重要。

Nb是一种高熔点的元素，其熔点高达2477℃，相应地Nb基合金熔点高，因而有很高的热稳定性，具备在高温下使用的潜质；Nb元素具有非常高的氢渗透率，其氢渗透系数比常用的Pd及其合金高出两个数量级，而价格便宜很多；已有的研究表明，非晶合金材料由于其独特的结构而具有良好的透氢能力，部分合金体系的性能已达到甚至超过现有的Pd及其合金。因此，Nb基非晶合金材料具有在氢渗透方面应用的广阔前景。

针对Nb基合金熔点高，非晶形成能力较差等特点，本发明提供了一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的成分及其制备方法，并指出了制备准备该非晶合金条带的参数范围及条带的性能参数。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带，该Nb-Ni-Co三元非晶合金条带具有高的热稳定性、高的晶化温度和高的硬度。

本发明的技术方案如下：

一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带，所述Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的化学组成为Nb_aNi_bCo_c；其中，a、b和c表示各元素的原子百分数，取值范围分别为42≤a≤58.9，6≤b≤42，11.7≤c≤35.1，且a+b+c＝100。

进一步：所述Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的起始晶化温度为600℃以上。

进一步：所述Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的宽度为1～10mm，厚度为20～50μm。

本发明所解决的另一技术问题是提供一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的制备方法，以制备得到Nb-Ni-Co三元非晶合金条带。

本发明的技术方案如下：

一种Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的制备方法，包括：

按照Nb_aNi_bCo_c的配比进行配料，得到Nb-Ni-Co三元非晶合金原料；

在真空电弧炉中将所述Nb-Ni-Co三元非晶合金原料反复熔炼制成母合金；

在真空条件下，将所述母合金置于感应炉中熔化，得到母合金熔料；

将所述母合金熔料喷射到高速旋转的铜辊轮表面快速冷却，得到所述Nb-Ni-Co三元非晶合金条带；

其中，a、b和c表示各元素的原子百分数，取值范围分别为42≤a≤58.9，6≤b≤42，11.7≤c≤35.1，且a+b+c＝100。

进一步：制备的所述Nb-Ni-Co三元非晶合金条带的化学组成为Nb_aNi_bCo_c；其中，a、b和c表示各元素的原子百分数，取值范围分别为42≤a≤58.9，6≤b≤42，11.7≤c≤35.1，且a+b+c＝100。

进一步：所述铜辊轮表面的线速度为20.0～40.0m/s。

进一步：所述铜辊轮表面的线速度为23.0、26.2、29.3或者34.6m/s。

进一步：所述感应炉中设置有快速凝固装置。

本发明的技术效果如下：

1、根据本发明Nb-Ni-Co三元非晶合金的配比，本发明可以制备一种Nb基三元非晶合金条带；