CN103290340A - 一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，属于块体金属玻璃制备领域。本发明的稀土成分含量可调的块体稀土基金属玻璃，其组成为Re₆₅Co₂₅Al₁₀；所述的Re为Ce_xLa_yPr_zSm_sGd_t，其中13≤x≤30%、13≤y≤22%、4≤z≤13%、6≤s≤13%、4≤t≤13%，x+y+z+s+t=65%。在本发明所给出的范围内随机的调配各稀土元素比例，均可以得到块体稀土基金属玻璃；因此，在制备过程中不会出现因为其中的某一稀土元素的含量稍有变动而无法形成非晶态的问题；降低了制备难度。在制备稀土基块体金属玻璃时，可以选择多加入一些价格较为便宜的La，Ce来制备，可以有效地降低合金的制备成本。

Description

一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃

技术领域

本发明涉及一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，属于块体金属玻璃制备领域。

背景技术

非晶态合金又称金属玻璃，具有短程有序、长程无序的亚稳态结构特征。固态时其原子的三维空间呈拓扑无序排列，并在一定温度范围内这种状态保持相对稳定。与晶态合金相比，非晶合金具备高硬度、高强度、高电阻、耐蚀及耐磨等许多优异性能而备受关注，有广阔的应用前景。

日本学者井上明久提出了获得大的非晶形成能力和宽的过冷液相区合金的3条经验规律：(1)合金由3种以上组元构成；(2)各组元原子尺寸差别较大，一般大于12%；(3) 3个组元具有负的混合热。根据这个经验规律，目前为止，人们已经研制出了多种块体金属玻璃，其中包括稀土基金属玻璃。合金成分比例的波动会导致合金混乱度或化学短程序结构的变化，极大地改变合金的非晶形成能力；因此，现有的由多种稀土元素合成的稀土基块体金属玻璃，对稀土元素的种类和含量都有特定要求。由于稀土元素极其容易氧化，使稀土元素难以维持特定比例；从而增加了稀土基块体金属玻璃制备难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃；其对合金中的稀土成分限制较低。

本发明还提供了上述稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，其组成为Re₆₅Co₂₅Al₁₀；

所述的Re为Ce_xLa_yPr_zSm_sGd_t，其中13≤x≤30%、13≤y≤22%、4≤z≤13%、6≤s≤13%、4≤t≤13%，x+y+z+s+t=65%；

所述的x、y、z、s、t均为原子百分含量。所述Ce为铈、La为镧、Pr为镨、Sm为钐、Gd为钆、Co为钴、Al为铝。

上述稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，其组成优选为，x=30%、y=22%、z=3%，s=6%、t=4%。此时制备成本最低。

一种上述稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的制备方法，步骤如下：

（1）将按照比例称取的铈块、镧块、镨块、钐块、钆块、钴块和铝块放入电弧炉中，在气氛保护的条件下熔融处理至混合均匀，得合金母锭；

（2）将所得合金母锭放入电弧炉中重新熔融，利用铜模吸铸法制备成稀土基块体金属玻璃棒状样品；

所述气氛保护条件，是指惰性气体、氮气、SF₆保护条件。

上述制备方法，优选的，选择多加入一些价格较为便宜的La，Ce来制备，以有效地降低合金的制备成本。

上述制备方法，优选的，惰性气体优选为氩气。

上述金属的纯度为99.5 wt.％以上。

有益效果

（1）本发明的稀土基块体金属玻璃中的稀土元素的含量较高，相应的稀土基块体金属玻璃的磁热效应，磁光效应，重费米子行为等性能更加优良；

（2）本发明的稀土基块体金属玻璃，在保持其中的稀土元素Re的整体比例不变的情况下，在本发明所给出的范围内随机的调配各稀土元素比例，仍然可以得到稀土基块体金属玻璃；因此，在制备过程中不会出现因为其中的某一稀土元素的含量稍有变动而无法形成非晶态的问题；降低了稀土基块体金属玻璃对稀土元素比例的限定，从而降低了制备难度；

（3）此外，本发明所给出的稀土基块体金属玻璃中的各稀土含量比例，都能够得到完全的非晶合金，在制备稀土基块体金属玻璃时，可以选择多加入一些价格较为便宜的La，Ce来制备，可以有效地降低合金的制备成本。

附图说明

图1为实施例1-12的稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的XRD曲线；

图2为实施例1和12的稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的DSC曲线；

图3为本发明获得的稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的尺寸大小照片。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明，应该阐明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1-12

表1

按照表1的不同实施例中原子百分比称取金属原料：铈、镧、镨、钐、钆、钴和铝（纯度≥99.5%），共计50g。将金属原料放在通有循环水冷却的铜模中，在真空条件下通入0.6MPa的氩气，在380V电压下，调节钨极和金属原料的距离为1cm；打开电源，起弧化料；反复熔融3遍，确保合金成分混合均匀，得合金母锭。将所得合金母锭放入电弧炉中重新熔化，同时打开吸铸阀门，控制压力差在0.4MPa下进行吸铸，得到稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃。

Claims (4)

1.一种稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，其特征在于，其组成为Re₆₅Co₂₅Al₁₀；

所述的Re为Ce_xLa_yPr_zSm_sGd_t，其中13≤x≤30%、13≤y≤22%、4≤z≤13%、6≤s≤13%、4≤t≤13%，x+y+z+s+t=65%；

所述的x、y、z、s、t均为原子百分含量。

2.根据权利要求1所述的稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃，其特征在于，x=30%、y=22%、z=3%，s=6%、t=4%。

3.一种权利要求1或2所述的稀土成分含量可调的稀土基块体金属玻璃的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）将按照比例称取的铈块、镧块、镨块、钐块、钆块、钴块和铝块放入电弧炉中，在气氛保护的条件下熔融处理至混合均匀，得合金母锭；

（2）将所得合金母锭放入电弧炉中重新熔融，利用铜模吸铸法制备成稀土基块体金属玻璃棒状样品；

所述气氛保护条件，是指惰性气体、氮气、SF₆保护条件。

4.根据权利要3所述的制备方法，其特征在于，惰性气体为氩气。

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