[发明专利]仿金合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种仿金合金及其制备方法和应用。该仿金合金的化学式为Zr_xSi_yNi_zCu_{1‑x‑y‑z}，x、y和z为原子百分比，0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05，其为非晶结构，能形成四相合金，这主要是由于Zr、Si、Ni和Cu的原子半径非常接近，在生长过程中有利于其呈合金化生长。并且，在生长过程中，Zr与Cu，Ni与Cu，Zr与Si易形成较强的金属键，导致粉末结构为类非晶态，形成了致密的内部结构，进而提升了其的耐腐蚀性能。另外，掺杂少量的Ni和Si有利于提升合金的硬度以及结构稳定性，进而提升了粉料在球磨或砂磨过程中的颗粒规则性。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，特别是涉及一种仿金合金及其制备方法和应用。

背景技术

金属纳米粉末由于其优异的物理、化学特性以及金属色泽表征，是玻璃及塑料装饰领域重要的加工材料。仿金色装饰纳米粉因其颜色表征类似于黄金（Au），一直受到市场追捧，但由于金粉造价成本昂贵，同时金质地较软，在砂磨过程中易与陶粒粘附，导致纯金纳米粉形貌表征一致性较差，业界普遍使用铜（Cu）纳米粉来代替纯金纳米粉，但因为铜的化学特性，易与潮湿空气发生反应，导致其耐腐蚀性较差，同时铜的硬度也较差，也会影响其纳米粉形貌一致性，极大地限制了了仿金纳米粉的工业化及商业应用。

目前，已报道一种仿金色键合合金丝及其制备方法，其仿金色键合合金丝，包括银（Ag）65wt%-80wt%，铜17wt%-32wt%，铟（In）0.5wt%-2wt%和钯（Pd）0.5wt%-1wt%，该键合合金丝以银为基础，添加一定比例的铜、钯、铟，得到仿金色的键合合金丝。因原材料中不含黄金，所以原料成本相对来说可大幅度降低低，约为传统金丝的1/20。且其机械性能优良，可满足在常规条件下焊接技术要求，可大大降低LED及IC 封装的制造成本，可替代传统的金线产品应用于集成电路、大规模集成电路 微型化、分立器件和LED等封装。同时，该键合合金丝可获得完美的仿金色，可满足客户对键合合金丝的颜色有仿金色的需求。

可见，通过合金掺杂方式可以达到仿金效果的同时，也可提高Cu合金的机械性能，如上仿金色键合合金丝使用Ag、In、Pd等不易氧化的金属进行掺杂，可以提升铜合金的耐腐蚀性能，但由于Ag、In、Pd均为贵金属，这就导致此类合金制造成本依然较高，且其制造的合金硬度较低，在纳米粉制造砂磨工序中，易产生不规则形变，导致此类工艺不易应用于纳米粉工业化量产中。

可见，如何降低仿金合金成本，同时提高仿金合金的综合性能，一直困扰着相关研究人员。

发明内容

基于此，本发明提供了一种兼具优异仿金色泽、高硬度和优异耐腐蚀性，且制造成本低的仿金合金，另外还提供了该仿金合金的制备方法和应用。

技术方案如下：

一种仿金合金，其化学式为Zr_xSi_yNi_zCu_1-x-y-z，x、y和z满足：x、y和z为原子百分比，0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05。

在其中一个实施例中，x、y和z满足：0.05≤x≤0.10，0.02≤y≤0.05，0.02≤z≤0.05。

本发明还提供一种仿金合金的制备方法，其是通过物理气相沉积的方式制备仿金合金；

所述仿金合金的化学式为Zr_xSi_yNi_zCu_1-x-y-z，x、y和z为原子百分比，x、y和z满足：0.05≤x≤0.13，0.02≤y≤0.10，0.02≤z≤0.05。

在其中一个实施例中，所述物理气相沉积的方式为真空蒸镀、磁控溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜和分子束外延中的至少一种。