本發(fā)明屬于非晶合金，具體涉及一種re基高溫非晶合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、非晶合金因其獨(dú)特的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)而具有高強(qiáng)度、高硬度以及高耐磨性。然而，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是一種亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)，在服役過程中可能會由于溫度，輻照等原因結(jié)晶，從而失去其優(yōu)異的性能。因而，非晶合金的使役溫度必須低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。目前已報道的非晶合金的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常在873k以下，這極大地限制了非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域。開發(fā)具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高溫非晶體系成為目前非晶合金相關(guān)研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

2、因此，本領(lǐng)域有待開發(fā)出一種re基高溫非晶合金及其制備方法來研究和探索新型高溫非晶體系，進(jìn)而可有效拓寬高溫非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種re基高溫非晶合金，通過該制備方法來研究和探索新型高溫非晶體系，進(jìn)而可有效拓寬高溫非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種re基高溫非晶合金，re基高溫非晶合金為分子式為reacobtacbd，其中，a+b+c+d＝100的四元非晶合金；

3、所述re基高溫非晶合金的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為1000k-1100k；其過冷液相區(qū)寬度為80-110k。

4、優(yōu)選的，re基高溫非晶合金的臨界直徑為3-4mm，納米壓痕硬度平均值為20-25gpa，壓縮強(qiáng)度為6-6.7gpa，抗氧化性大于1200k。

5、一種re基高溫非晶合金的制備方法，包括以下步驟：

6、步驟s1、基于co-b相圖中高振動熵的金屬間化合物co2b與co-ta共晶成分co86.2ta13.8及re-b共晶成分re55b45組合，得到re基非晶合金re27co44ta7b22；

7、步驟s2、基于re基非晶合金re27co44ta7b22，增加re、ta、b的含量，降低co含量，采用電弧熔煉和銅模吸鑄的方法直接得到一系列reacobtacbd，其中，a+b+c+d＝100的四元非晶合金。

8、優(yōu)選的，步驟s2具體為，

9、步驟s21、增加re、ta、b的含量，降低co含量，對re基非晶合金re27co44ta7b22進(jìn)行配料，得到re-co-ta-b四元非晶合金原料；

10、步驟s22、在wk型非自耗真空電弧爐中，將所制備的re-co-ta-b四元非晶合金原料反復(fù)熔煉，獲得成分均勻的母合金錠；

11、步驟s23、在wk型非自耗真空電弧爐中，將成分均勻的母合金錠放入銅坩堝中，加熱至熔融狀態(tài)；

12、步驟s24、在壓力差的作用下，將熔融態(tài)合金迅速吸入到吸鑄孔的尺寸為3-4mm的銅模中，并且快速冷卻到室溫從而形成非晶態(tài)的棒材，即得到reacobtacbd，其中，a+b+c+d＝100的四元非晶合金。

13、優(yōu)選的，步驟s22具體為，

14、步驟s221、設(shè)備抽真空，待真空度達(dá)4×10-3-5×10-3pa時，充入高純氬氣至wk型非自耗真空電弧爐的爐腔內(nèi)壓強(qiáng)為0.4×105-0.5×105pa；

15、步驟s222、在高純氬氣保護(hù)下對所制備的re-co-ta-b四元非晶合金原料依次熔煉，先熔煉鈦球20-30s吸收腔體內(nèi)的氧氣，熔煉完一次后，等待樣品冷卻至室溫，將樣品翻面；

16、步驟s223、重復(fù)步驟s222，每個樣品熔煉4-5次，即得到成分均勻的母合金錠。

17、優(yōu)選的，步驟s23與步驟s22的操作條件和步驟相同，包括抽真空、熔煉鈦球吸氧、熔化樣品。

18、本發(fā)明采用上述一種re基高溫非晶合金及其制備方法，有益效果如下：

19、(1)本發(fā)明涉及一種基于振動熵進(jìn)行高溫非晶合金體系設(shè)計的具有高強(qiáng)度高硬度高抗氧化性的re基四元高溫非晶合金及其制備方法；主要選擇熔點(diǎn)第二以及第四的re元素與ta元素，并添加容易形成共價鍵的b元素，以及與b和ta有著一定負(fù)混合熱的co元素，得到reacobtacbd(a+b+c+d＝100)的四元合金；

20、(2)本發(fā)明基于co-b相圖中高振動熵的金屬間化合物co2b與co-ta共晶成分co86.2ta13.8及re-b共晶成分re55b45組合設(shè)計出一種新型re基非晶合金re27co44ta7b22，然后用一定含量的ta，re，b取代co，從而獲得一系列re-co-ta-b非晶合金成分，并采用電弧熔煉以及銅模吸鑄的方法直接獲得reacobtacbd(a+b+c+d＝100)的四元合金；

21、(3)本發(fā)明制備的re基塊體非晶合金的納米壓痕硬度均超過20gpa，最優(yōu)組分re29co38ta9b24的納米壓痕硬度高達(dá)24.56gpa，壓縮強(qiáng)度為6.7gpa，抗氧化性超過1200k；

22、(4)本發(fā)明通過該制備方法來研究和探索新型高溫非晶體系，進(jìn)而可有效拓寬高溫非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

23、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種re基高溫非晶合金，其特征在于：re基高溫非晶合金為分子式為reacobtacbd，其中，a+b+c+d＝100的四元非晶合金；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種re基高溫非晶合金，其特征在于：re基高溫非晶合金的臨界直徑為3-4mm，納米壓痕硬度平均值為20-25gpa，壓縮強(qiáng)度為6-6.7gpa，抗氧化性大于1200k。

3.一種如權(quán)利要求1-2任意一項所述的re基高溫非晶合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種re基高溫非晶合金的制備方法，其特征在于：步驟s2具體為，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種re基高溫非晶合金的制備方法，其特征在于：步驟s22具體為，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種re基高溫非晶合金的制備方法，其特征在于：步驟s23與步驟s22的操作條件和步驟相同，包括抽真空、熔煉鈦球吸氧、熔化樣品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于非晶合金技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種Re基高溫非晶合金及其制備方法，該Re基高溫非晶合金為分子式為Re<subgt;a</subgt;Co<subgt;b</subgt;Ta<subgt;c</subgt;B<subgt;d</subgt;，其中，a+b+c+d＝100的四元非晶合金；所述Re基高溫非晶合金的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為1000K?1100K；其過冷液相區(qū)寬度為80?110K。本發(fā)明采用上述一種Re基高溫非晶合金及其制備方法，通過該制備方法來研究和探索新型高溫非晶體系，進(jìn)而可有效拓寬高溫非晶合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：李子敬,王利民,蔡正清,馮士東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：燕山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8