[发明专利]一种锆基非晶合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锆基非晶合金材料，其特征在于，组分式为Zr_aCu_bNi_cAl_dNb_eM_f，其中：a、b、c、d、e、f为原子百分数，50≤a≤70，10≤b≤50，1≤c≤10，0.25≤d≤3.75，0.75≤e≤11.25，0.01≤f≤5，且a+b+c+d+e+f＝100；M用于表示稀土元素，所述稀土元素为La、Ce、Nd、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种锆基非晶合金材料，其特征在于，组分式为Zr₅₅Cu₂₅Ni₅Al_2.5Nb_7.5M₅。

3.根据权利要求1或2所述的一种锆基非晶合金材料，其特征在于，临界成形尺寸为12-15mm。

4.一种锆基非晶合金材料的制备方法，用于制备如权利要1至3任一项所述的锆基非晶合金材料，其特征在于，包括如下步骤：

配料：按照Zr_aCu_bNi_cAl_dNb_eM_f的原子百分数，称取所需的原料Zr、Cu、Ni、Al、Nb和M，且e＝3d；

母合金熔炼：采用真空电弧炉水冷铜坩埚冶炼法，将原料冶炼成成分均匀的母合金铸锭；

材料成型：采用铜模真空吸铸法，将上步母合金铸锭制成钛基非晶合金棒材。

5.根据权利要求4所述的一种锆基非晶合金材料的制备方法，其特征在于，所述母合金熔炼包括如下具体操作：

将原料Al、Nb放入水冷铜坩埚熔炼炉内，并充入纯度为99.8％的氩气；

熔炼Al、Nb，得到成分均匀的AlNb₃中间合金；

将AlNb₃中间合金和原料Zr、Cu、Ni、M进行共同熔炼，得到化学成分均匀的母合金锭。

6.根据权利要求5所述的一种锆基非晶合金材料的制备方法，其特征在于，在所述将原料Al、Nb放入真空电弧的水冷铜坩埚熔炼炉内，并充入纯度为99.8％的氩气步骤中，充入氩气前，调节水冷铜坩埚熔炼炉真空室的真空度为1×10^-3Pa-6×10^-3Pa；充入氩气后，调节水冷铜坩埚熔炼炉真空室的真空度为0.1×10⁵Pa-0.6×10⁵Pa。

7.根据权利要求5所述的一种锆基非晶合金材料的制备方法，其特征在于，所述熔炼Al、Nb，得到成分均匀的AlNb₃中间合金，以及所述将AlNb₃中间合金和原料Zr、Cu、Ni、M进行共同熔炼，得到化学成分均匀的母合金锭的熔炼条件均为：熔炼温度1100℃，熔炼时间为10-15min。

8.根据权利要求4所述的一种锆基非晶合金材料的制备方法，其特征在于，所述材料成型包括如下具体操作：

将母合金铸锭破碎成10-12mm的小块后放入真空电弧熔炼吸铸炉内，并充入纯度为99.8％的氩气；

调节炉内浇筑温度，使得母合金铸锭完全熔化成溶体；

将熔体喷射入铜模中，快速吸铸冷却成型，制备出Zr_aCu_bNi_cAl_dNb_eM_f非晶合金棒材。