CN108588587A - 一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金及其制备方法 - Google Patents

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史鹏忠
张轩昊
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李文文
赵引峰
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Abstract

本发明公开了一种Al‑Ce‑ETM系铝基非晶合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 87‑89％，Ce 7.5‑8.5％，ETM 3.5‑4.5％；所述ETM为Ti、Cr和Mn中的一种或多种的组合。本发明还公开了所述Al‑Ce‑ETM系铝基非晶合金的制备方法。本发明制备的Al‑Ce‑ETM系铝基非晶合金具有非晶形成能力强的优点，在新型轻质结构材料领域具有广阔的应用前景，同时，本发明工艺简单，操作便捷，设备成本低，适用于工业化生产，具有广阔的市场前景。

Description

一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及非晶材料制备领域，具体是一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金及其制备方法。
背景技术
铝合金因高强度且低密度、加工性能良好及焊接性能优良等特点，在航空航天工业及民用工业等领域作为重要的轻质强结构材料应用非常广泛。传统的强化铝合金性能潜力已经挖掘非常充分，很难再有较大幅度提高。而非晶合金的结构是一种短程有序而长程无序的特殊结构，具备常规晶体很难具备的高强度、高硬度、高模量和高耐蚀性等优良性能，因此，近年来铝基非晶合金作为金属材料研究领域的一个热门课题得到广泛关注。2001年，Kim[Seong-Seock Cho Taek-Soo Kim，Wang-whan,Structure and MechanicalBehavior of Al-Fe-X and Al-Ni-X Rapidly Solidified Alloys[J].Mater.Sci.Eng.A,2001,31(1):226]等人开发出一种断裂强度为1600MPa的非晶态铝合金，其比强度约为400MPa·cm3g-1，远超过传统铝合金比强度200MPa·cm3g-1的数值，使得铝基非晶合金作为一种潜力巨大的工程材料受到广泛重视。然而，由于铝基非晶合金的非晶形成能力较弱，利用快速冷却方法或其他技术如热挤压获得非晶试样的最大尺寸仅为lmm，远不能满足应用需求，同时生产工艺复杂，限制了非晶铝合金材料的工业化制备与应用。因此，为了克服现有铝基合金非晶形成能力不足以制备尺寸较大的非晶合金，提供一种组分合理、工艺简单、便于工业化生产的铝基非晶合金材料及其制备方法成为当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金，其特征在于，所述合金包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 87-89％，Ce 7.5-8.5％，ETM 3.5-4.5％；所述ETM为Ti、Cr和Mn中的一种或多种的组合。
作为本发明进一步的方案：所述合金包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al88％，Ce 8％，ETM 4％。
作为本发明再进一步的方案：所述Al、Ce和ETM的纯度均≥99.99％。
所述Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，步骤如下：
1)以纯金属Al、Ce和ETM为原料，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，以惰性气体为保护气氛，反复熔炼7-9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以惰性气体为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，即得Al-Ce-ETM系铝基非晶合金。
作为本发明再进一步的方案：步骤1)中，所述纯金属Al、Ce和ETM在使用之前先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并清洗。
作为本发明再进一步的方案：所述清洗为用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干。
作为本发明再进一步的方案：步骤2)和步骤3)中，所述惰性气体为氩气。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述甩带的条件为铜辊线速度为35-50m/s，熔体的喷射温度为1273-1473℃，喷射压力为0.05-0.3MPa。
所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金在制备非晶材料中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金具有非晶形成能力强的优点，在新型轻质结构材料领域具有广阔的应用前景，同时，本发明工艺简单，操作便捷，设备成本低，适用于工业化生产，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的XRD图谱分析结果图。
图2为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的DSC曲线分析结果图，升温速率为20K/min。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护苑围。
本发明的实施例采用纯金属块体Al、Ce和ETM(ETM为Ti、Cr和Mn中的一种或多种的组合)为原料，制备出多种成分的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金。本发明采用的原料均为市售的高纯块状金属，按照质量分数其纯度为：Al(≥99.99％)、Ce(≥99.99％)、Ti(≥99.99％)、Cr(≥99.99％)、Mn(≥99.99％)。
实施例1
一种Al87Ce8.5Ti4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 87％，Ce8.5％，Ti 4.5％。
本实施例中，所述Al87Ce8.5Ti4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Ti块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al87Ce8.5Ti4.5合金。
实施例2
一种Al89Ce7.5Ti3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 89％，Ce7.5％，Ti 3.5％。
本实施例中，所述Al89Ce7.5Ti3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Ti块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al89Ce7.5Ti3.5合金。
实施例3
一种Al88Ce8Ti4合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce 8％，Ti 4％。
本实施例中，所述Al88Ce8Ti4合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Ti块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8Ti4合金。
实施例4
一种Al87Ce8.5Cr4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 87％，Ce8.5％，Cr 4.5％。
本实施例中，所述Al87Ce8.5Cr4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Cr块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al87Ce8.5Cr4.5合金。
实施例5
一种Al89Ce7.5Cr3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 89％，Ce7.5％，Cr 3.5％。
本实施例中，所述Al89Ce7.5Cr3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Cr块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al89Ce7.5Cr3.5合金。
实施例6
一种Al88Ce8Cr4合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce 8％，Cr 4％。
本实施例中，所述Al88Ce8Cr4合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Cr块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8Cr4合金。
实施例7
一种Al87Ce8.5Mn4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 87％，Ce8.5％，Mn 4.5％。
本实施例中，所述Al87Ce8.5Mn4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Mn块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al87Ce8.5Mn4.5合金。
实施例8
一种Al89Ce7.5Mn3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 89％，Ce7.5％，Mn 3.5％。
本实施例中，所述Al89Ce7.5Mn3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Mn块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al89Ce7.5Mn3.5合金。
实施例9
一种Al88Ce8Mn4合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce 8％，Mn 4％。
本实施例中，所述Al88Ce8Mn4合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Mn块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8Mn4合金。
实施例10
一种Al88Ce7.5Ti4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce7.5％，Ti 4.5％。
本实施例中，所述Al88Ce7.5Ti4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Ti块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce7.5Ti4.5合金。
实施例11
一种Al88Ce8.5Ti3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce8.5％，Ti 3.5％。
本实施例中，所述Al88Ce8.5Ti3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Ti块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8.5Ti3.5合金。
实施例12
一种Al88Ce7.5Cr4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce7.5％，Cr 4.5％。
本实施例中，所述Al88Ce7.5Cr4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Cr块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce7.5Cr4.5合金。
实施例13
一种Al88Ce8.5Cr3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce8.5％，Cr 3.5％。
本实施例中，所述Al88Ce8.5Cr3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Cr块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8.5Cr3.5合金。
实施例14
一种Al88Ce7.5Mn4.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce7.5％，Mn 4.5％。
本实施例中，所述Al88Ce7.5Mn4.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Mn块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce7.5Mn4.5合金。
实施例15
一种Al88Ce8.5Mn3.5合金，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分:Al 88％，Ce8.5％，Mn 3.5％。
本实施例中，所述Al88Ce8.5Mn3.5合金的制备方法，步骤如下：
1)采用市售高纯Al、Ce和Mn块状金属为原料，先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，通过将密度大的金属放上面，熔化时熔体可形成对流，有效提高了熔炼效率，以氩气为保护气氛，反复熔炼9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以氩气为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，所述甩带的条件为铜辊线速度为40m/s，熔体的喷射温度为1373℃，喷射压力为0.1MPa，即得Al88Ce8.5Mn3.5合金。
实施结果
对于实施例3制备的Al88Ce8Ti4合金，采用德国Bruker AXS公司D8advance X射线衍射仪进行分析，工作电压为40KV，工作电流为40mA，X射线源为CuKα(λ＝0.1542nm)射线，扫描速度为0.2sec/step，扫描步长为0.02°/step，图1为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的XRD图谱分析结果图，从中看出Al88Ce8Ti4具有典型的非晶“馒头峰”，表明实施例3制得的Al88Ce8Ti4合金为非晶态结构。同时，通过甩带制备的Al88Ce8Ti4合金带材，其非晶带厚度可达40μm，宽度可达4mm，采用差式扫描量热仪进行分析，图2为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的DSC曲线分析结果图，升温速率为20K/min，其中，Tx1为1次晶化温度，Tp1、Tp2和Tp3分别为1次、2次和3次晶化温度的峰值，分析结果表明Al88Ce8Ti4合金带材无明显的玻璃转变温度Tg，开始晶化温度为490.0K。
对于实施例6制备的Al88Ce8Cr4合金，采用德国Bruker AXS公司D8advance X射线衍射仪进行分析，工作电压为40KV，工作电流为40mA，X射线源为CuKα(λ＝0.1542nm)射线，扫描速度为0.2sec/step，扫描步长为0.02°/step，图1为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的XRD图谱分析结果图，从中看出Al88Ce8Cr4具有典型的非晶“馒头峰”，表明实施例6制得的Al88Ce8Cr4合金为非晶态结构。同时，通过甩带制备的Al88Ce8Cr4合金带材，其非晶带厚度可达40μm，宽度可达4mm，采用差式扫描量热仪进行分析，图2为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的DSC曲线分析结果图，升温速率为20K/min，其中，Tx1为1次晶化温度，Tp1、Tp2和Tp3分别为1次、2次和3次晶化温度的峰值，分析结果表明Al88Ce8Cr4合金带材无明显的玻璃转变温度Tg，开始晶化温度为497.7K。
对于实施例9制备的Al88Ce8Mn4合金，采用德国Bruker AXS公司D8advance X射线衍射仪进行分析，工作电压为40KV，工作电流为40mA，X射线源为CuKα(λ＝0.1542nm)射线，扫描速度为0.2sec/step，扫描步长为0.02°/step，图1为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的XRD图谱分析结果图，从中看出Al88Ce8Mn4具有典型的非晶“馒头峰”，表明实施例9制得的Al88Ce8Mn4合金为非晶态结构。同时，通过甩带制备的Al88Ce8Mn4合金带材，其非晶带厚度可达40μm，宽度可达4mm，采用差式扫描量热仪进行分析，图2为本发明提供的铝基非晶合金Al88Ce8ETM4的DSC曲线分析结果图，升温速率为20K/min，其中，Tx1为1次晶化温度，Tp1、Tp2和Tp3分别为1次、2次和3次晶化温度的峰值，分析结果表明Al88Ce8Mn4合金带材无明显的玻璃转变温度Tg，开始晶化温度为503.9K。
从以上结果中可以看出，本发明制备的Al88Ce8ETM4为非晶态结构，通过添加ETM和铈，可以强化铝的非晶形成能力。本发明提供的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金具有非晶形成能力强的优点，在新型轻质结构材料领域具有广阔的应用前景，同时，本发明的工艺简单，操作便捷，设备成本低，适用于工业化生产，具有广阔的市场前景。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种Al-Ce-ETM系铝基非晶合金，其特征在于，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 87-89％，Ce 7.5-8.5％，ETM 3.5-4.5％；所述ETM为Ti、Cr和Mn中的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金，其特征在于，包含如下摩尔原子百分比含量的各组分：Al 88％，Ce 8％，ETM 4％。
3.根据权利要求1或2所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金，其特征在于，所述Al、Ce和ETM的纯度均≥99.99％。
4.一种如权利要求1-3任一所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)以纯金属Al、Ce和ETM为原料，按所述的摩尔原子百分比含量配料；
2)将步骤1)中所述原料按照密度从小到大的顺序依次放入真空感应熔炼炉内，以惰性气体为保护气氛，反复熔炼7-9次，直至步骤1)所述原料熔炼均匀，然后在氩气保护下自然冷却，制得母合金锭；
3)将步骤2)中得到的母合金锭放入石英管中，以惰性气体为保护气氛的条件下，用高频感应重熔后进行样品甩带，即得Al-Ce-ETM系铝基非晶合金。
5.根据权利要求4所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述纯金属Al、Ce和ETM在使用之前先进行机械打磨去除其表面的氧化皮并清洗。
6.根据权利要求5所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，其特征在于，所述清洗为用酒精和丙酮溶液交替清洗3次，风干。
7.根据权利要求6所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)中，所述惰性气体为氩气。
8.根据权利要求7所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述甩带的条件为铜辊线速度为35-50m/s，熔体的喷射温度为1273-1473℃，喷射压力为0.05-0.3MPa。
9.一种如权利要求1-3任一所述的Al-Ce-ETM系铝基非晶合金在制备非晶材料中的用途。
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