CN117098863A

CN117098863A - 金合金以及金合金的制造方法

Info

Publication number: CN117098863A
Application number: CN202280026448.3A
Authority: CN
Inventors: 田村隆治; 南和辉; 横山日和; 安部祐太郎; 石川明日香
Original assignee: Tokyo University of Science
Current assignee: Tokyo University of Science
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2023-11-21
Also published as: JPWO2022210430A1; US20240158890A1; EP4303333A1; KR20230155528A; WO2022210430A1

Abstract

一种金合金以及其制造方法，所述金合金包含：金；以及Au‑X‑RE类超材料，由组成式Au_100‑(a+b)X_aRE_b表示，所述组成式中，X表示从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子，RE表示稀土类元素，a以及b分别为由at％表示的X以及RE的含量，满足下述(1)以及(2)，10≤a≤40(1)13≤b≤17(2)，所述Au‑X‑RE类超材料分散在金母相中。

Description

金合金以及金合金的制造方法

技术领域

本公开涉及金合金以及金合金的制造方法。

背景技术

由于金具有美丽的光泽和高稀有性，所以自古以来作为贵金属被珍视，也是作为装饰品被人类使用的最古老的金属。由于金富于延展性，所以能够容易加工，但另一方面，质地柔软，容易划伤，所以在作为珠宝饰品使用时需要提高金的硬度。

例如，作为提高金以外的金属的铝合金的硬度的方法，例如，在日本特开2009-191327号公报中，公开有一种在铝合金基材的表面形成强化皮膜的铝合金基材的强化方法，其特征在于，所述强化皮膜使用与所述铝合金基材相比具有高强度的强化材料，通过非熔融工艺形成。

此外，作为高强度的铝合金，在日本特开2008-069438号公报中，公开了一种高强度镁合金，其特征在于，由组成式Mg_100-(a+b)Zn_aX_b表示，X为从Zr、Ti、Hf选择的一种以上，a、b为分别由at％表示的Zn、X的含量，满足下述式(1)、(2)、(3)的关系：

a/28≤b≤a/9···(1)

2＜a＜10····(2)

0.05＜b＜1.0···(3)

且在Mg母相中，Mg-Zn-X类准结晶和其近似结晶以微细粒子的形态分散。

此外，在日本特开2005-113235号公报中，公开有一种高强度镁合金，其特征在于，由组成式Mg_100-(a+b)Zn_aY_b表示，a、b为分别由at％表示的Zn、Y的含量，满足下述式(1)、(2)的关系：

a/12≤b≤a/3···(1)

1.5≤a≤10····(2)

并且作为时效析出相的Mg₃Zn₆Y₁准结晶和其近似结晶以微细粒子的形态分散。

发明内容

作为提高金硬度的方法，迄今为止，一般来说，作为材质改善方法使用将银、铜等的元素与金混合的固溶强化。然而，由于将其他元素与金混合，即，金装饰品中的金纯度(金含量)的降低招致价格降低，所以易加工性与金装饰品的价格处于权衡的关系。因此，谋求在金合金中，不使金的纯度降低而赋予一定的硬度。

日本特开2009-191327号公报、日本特开2008-069438号公报以及日本特开2005-113235号公报均为与铝合金相关的技术，均未记载也未教导不使母相(铝)的含量降低而使合金的硬度提高到加工性优异的程度。

本公开的实施方式想要解决的课题是提供金的纯度高且硬度高的金合金。

此外，本公开的其他实施方式想要解决的课题是提供金的纯度高且硬度高的金合金的制造方法。

在用于解决上述课题的手段中，包含以下方式。

＜1＞一种金合金，包含：

金；以及

Au-X-RE类超材料，由组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b表示，

所述组成式中、X表示从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子，

RE表示稀土类元素，

a以及b分别为由at％表示的X以及RE的含量，满足下述(1)以及(2)

10≤a≤40 (1)

13≤b≤17 (2)

所述Au-X-RE类超材料分散在金母相中。

＜2＞根据＜1＞中记载的金合金，其中，

Au的含量相对于金合金的总质量为80质量％以上。

＜3＞根据＜1＞或者＜2＞中记载的金合金，其中，

所述稀土类元素为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、或者Yb。

＜4＞根据＜1＞～＜3＞的任一项中记载的金合金，其中，

所述X为Si，且所述a与b的at％比(a:b)为8:7。

＜5＞根据＜1＞～＜3＞的任一项中记载的金合金，其中，

所述X为Ge，且所述a与b的at％比(a:b)为9.5:7。

＜6＞根据＜1＞～＜3＞的任一项中记载的金合金，其中，

所述组成式中，所述a以及b进一步满足下述(3)。

a与b的at％比(a:b)为8～9.5:7(3)

＜7＞一种＜1＞～＜6＞的任一项中记载的金合金的制造方法，包含：

使Au、从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子和一种稀土类元素溶解在惰性气氛中的工序。

发明效果

根据本公开涉及的一实施方式，能够提供金的纯度高且硬度高的金合金。此外，根据本公开涉及的其他实施方式，能够提供金的纯度高且硬度高的金合金的制造方法。

附图说明

图1是表示通过本公开涉及的金合金的制造方法得到的金合金的一例的X射线衍射的结果的图。

图2是表示通过本公开涉及的金合金的制造方法得到的金合金的一例的X射线衍射结果的图。

图3是通过本公开涉及的金合金的制造方法得到的金合金的一例的SEM(扫描电子显微镜)照片的一例。

图4是表示通过本公开涉及的金合金的制造方法得到的金合金的一例所包含的稀土类元素与金合金的维氏硬度的关系的曲线图。

图5是表示通过本公开涉及的金合金的制造方法得到的金合金的一例的Au纯度与金合金的维氏硬度的关系的曲线图。

具体实施方式

在以下，关于本公开涉及的内容详细地说明。在以下记载的构成要件的说明存在基于本公开涉及的代表的实施方式而完成的情况，但本公开不限于这样的实施方式。

在本公开中，使用「～」表示的数值范围是分别作为最小值以及最大值包含在「～」的前后记载的数值的范围。在本公开中区间性地记载的数值范围中，在某个数值范围记载的上限值或者下限值也可以置换为其他的区间性的记载的数值范围的上限值或者下限值。此外，在本公开中记载的数值范围中，在某个数值范围中记载的上限值或者下限值也可以置换为在实施例中示出的值。

在本公开中，两个以上优选方式的组合是更加优选的方式。

在本公开中，在“工序”这样的用语中，不仅是独立的工序，即使是不能与其他工序明确地区别的情况下，也能够达成工序的期望目的，则包含在本用语中。

在本说明书中，“金(Au)的纯度”与“金(Au)的含量”是同义的。例如，“金的纯度为95质量％”是指金的含量相对于包含金的化合物(金合金)的总质量为95质量％。

此外，在本说明书中，“硬度高”是指得到的合金的维氏硬度为100以上。

(金合金)

本公开涉及的金合金包含：

金；以及

Au-X-RE类超材料，由组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b表示，

RE表示稀土类元素，

a以及b分别为由at％表示的X以及RE的含量，满足下述(1)以及(2)，

10≤a≤40 (1)

13≤b≤17 (2)

Au-X-RE类超材料分散在金母相中。本公开涉及的金合金通过具有上述构成，金的纯度高且硬度高。

如上述，由于金具有美丽的颜色，产量少且价格高，所以作为珠宝饰品利用。纯金(所谓24K、金的含量为99.99质量％)由于其硬度(维氏硬度)为20HV～30HV左右，太过于柔软所以容易划伤。此外，在想将纯金作为珠宝饰品加工的情况下，金线等的细形状的加工是困难的。另一方面，例如，由于作为构造用钢铁材料的碳钢SS400的硬度(维氏硬度)为130HV～140HV左右，加工性优异，所以在建筑构造物、机械等中广泛使用。

一般来说作为金的强化方法，已知有使溶质原子(例如，Ag、Cu等)固溶在金母相中的固溶强化法。然而，在固溶强化法中，能够提高金的硬度，另一方面，担心金的纯度会随着其他元素混入而降低。

如此，在设为附加值高的金合金的情况下，谋求金的纯度高且加工性优异的程度的硬度(优选的是低碳钢的硬度，更加优选的是钢铁材料的硬度)。

本发明人等专心研究后，发现通过使由特定的組成构成的超材料分散在金母相中，得到不使金的纯度降低且硬度提高的金合金。

得到上述效果的详细的机制不清楚，推测如下。

超材料是金属间化合物的一种，一般来说，已知金属间化合物位错难以移动且硬度高。尤其是，超材料是在晶胞中具有超过几百个原子的结晶，除了是金属间化合物之外，还认为这种复杂的长周期构造是示出高硬度的主要原因。

此外，由于Au类超材料在结晶构造中包含大量的Au，所以在使Au类超材料分散在金母相中时能够抑制Au浓度的降低。

此外，本公开涉及的金合金由于比金母相硬度高的超材料分散，所以硬度高且加工性也优异。

以下，关于本公开涉及的金合金的各构成进行说明。

＜Au-X-RE类超材料＞

Au-X-RE类超材料为由组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b表示的超材料。

在此，超材料是指在包含补空间(complementary space)的高维空间中统一地描述的物质组即高维空间(超空间)的物质(材料)。

超材料具有原子多面体成为嵌套的簇构造。作为超材料的簇的一例，下述示出Tsai型的Au-X-RE类超材料中的正二十面体对称簇。然而，本公开不限定于此。

在Tsai型的Au-X-RE类超材料中，最内侧的壳(在下述的左端图示)是由Au原子或者X原子形成的四面体，由Au或者X原子构成的正十二面体的第二壳(在从下述的左起第二个图示)包围其外侧。而且，由稀土类元素(相当于组成式中的RE)构成的正二十面体的第三壳(在从下述的右第二个图示)包围其外侧，在最外壳上包围有由30个Au以及X原子构成的icosidodecahedron(十二/二十面体)(在下述的右端图示)。此外，将由这样的四层壳的同心配置构成的簇称为Tsai型簇。

[化学式1]

作为超材料的具体例，列举出准结晶、近似结晶等。

在此，准结晶是指为长程有序构造(代表性地具有五次对称性)，但不具有作为常规结晶的特征的平移对称性的构造的化合物。作为产生准结晶的组成，迄今为止已知Al-Pd-Mn、Al-Cu-Fe、Cd-Yb、Mg-Zn-Y等。由于准结晶为特异的构造，所以与组成相近的结晶性的金属间化合物比较，具有以高硬度、高熔点、低摩擦系数等为首的各种特异性质。

近似结晶是指具有衍生自准结晶的复杂构造，部分具有与准结晶同样的构造的结晶性化合物，具有与其衍生源的准结晶类似的性质的化合物。

此外，分散在金合金中的Au-X-RE类超材料能够通过XRD(X-ray diffraction、X射线衍射)测量确认。

具体来说，使用粉末X射线衍射装置(MiniFlex600、株式会社Rigaku制造、辐射源：CuKα)，测量试料，由得到的XRD的峰值波形与超材料固有的峰值(已知的准结晶、近似结晶的峰值)对比而确认即可。

＜组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b＞

〔X〕

组成式中、X表示从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子。

上述组成式既可以仅包含一种X，也可以包含两种以上X。在上述组成式中，作为X包含两种原子的例子，列举出由Au-Al-Ga-Gd等表示的组成式。

作为X，从提高金合金中的金的纯度的观点来看，优选包含从由Al、Ga、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子，更加优选为Al、Ga、Si、Ge或者Sn，进一步优选为Al、Ga、Si或者Ge，尤其优选为Si或者Ge。

〔RE〕

组成式中，RE表示稀土类元素。作为稀土类元素，无特别限定，列举出Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或者Lu。

在这些之中，从提高金合金中的金的纯度的观点来看，作为RE，优选为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy或者Yb，更加优选为La、Ce、Pr、Nd或者Sm。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，X优选包含从由Al、Ga、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子(更加优选为Al、Ga、Si、Ge或者Sn，进一步优选为Ga、Si或者Ge，尤其优选为Si或者Ge)，RE优选为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy或者Yb(更加优选为La、Ce、Pr、Nd或者Sm)。

在从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，在X为Si的情况下，RE优选为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy或者Yb，在这些之中，RE更加优选为原子序数小的稀土类元素，优选为La、Ce、Pr、Nd或者Sm。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，在X为Ge的情况下，RE优选为La、Pr、Nd、Sm、Eu、或者Gd，在这些之中，RE更加优选为原子序数小的稀土类元素，优选为La、Ce、Pr、Nd、或者Sm。

组成式中，a以及b分别为由at％表示的X以及RE的含量，满足下述(1)或者(2)。通过使满足下述(1)以及(2)的超材质分布为金母相，得到金的纯度高且硬度高的金合金。

从上述观点来看，组成式中，a以及b优选进一步满足(3)(即，满足下述(1)～(3))，更加优选为满足下述(1)、(2)以及(3’)。

10≤a≤40 (1)

13≤b≤17 (2)

a与b的at％比(a:b)为8～9.5:7 (3)

a与b的at％比(a:b)为8:7或者9.5:7 (3’)

at％是指原子百分比(atomic percentage)。

关于金合金所包含的由组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b表示的超材料的X以及RE的种类以及是否满足上述(1)以及(2)，能够使用扫描电子显微镜：SEM-EDS确认。

具体来说，对得到的金合金样品镜面研磨之后，用SEM-EDS观察，关于SEM图像的灰色部分(与Au-X-RE类超材料相当的部分)，能够使用EDS(能量色散X射线光谱仪)，能够确认含有的元素以及其含量。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，作为式(1)，优选为10≤a≤21，更加优选为10≤a≤14。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，作为式(2)，优选为13≤b≤15，更加优选为13≤b≤14。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，组成式中，X为Si的情况下，组成式中的a与b的at％比(a:b)优选为8:7，更加优选金合金为由组成式Au₈₅Si₈RE₇表示。

从得到金的纯度高且硬度高的金合金的观点来看，组成式中，X为Ge的情况下，组成式中的a与b的at％比(a:b)优选为9.5:7，更加优选金合金由组成式Au_83.5Ge_9.5RE₇表示。

＜金的含量＞

从高附加值的观点来看，金的含量相对于金合金的总质量，优选为80质量％以上，更加优选为85质量％以上，进一步优选为90质量％以上，尤其优选为95质量％。

(金合金的制造方法)

本公开涉及的金合金的制造方法包含使Au、从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子和一种稀土类元素在惰性气氛中溶解的工序。

本公开涉及的金合金的制造方法通过包含上述工序，得到金的纯度高且硬度高的金合金。

在本公开涉及的金合金的制造方法中使用的从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子与在上述的组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b中表示的X同义，优选的方式也相同。

在本公开涉及的金合金的制造方法中使用的一种稀土类元素与在上述组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b中表示的RE同义，优选的方式也相同。

在本公开涉及的金合金的制造方法中使用的Au、从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子以及一种稀土类元素(以下，存在仅称为“原料”的情况)的纯度从容易得到纯超材料的观点来看，优选为99质量％以上，更加优选为99.9质量％以上，进一步优选为99.99质量％。

作为Au的形状，无特别限定，也可以为箔状、板状等。

从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子、以及稀土类元素的形状无特别限定，能够适当选择。作为形状，列举出粒状、箔状、板状、块状等。

在上述原料的形状为粒状(Grain)的情况下，优选为1mm～8mm，更加优选为2mm～5mm。

作为上述原料的溶解方法，各原料在惰性气氛中溶解则无特别限定，从更加容易溶解的观点来看，优选为电弧溶解。

电弧溶解优选为在氦气、氩气、氮等的惰性气氛中进行，更加优选为在用氩气置换的惰性气氛中进行。

在本公开涉及的金合金的制造方法中，从进一步防止氧化的观点出发，优选在形成真空气氛之后，用氩气惰性气氛进行电弧溶解。

电弧溶解能够使用真空电弧溶解装置进行。具体来说，电弧溶解将作为各元素的供给用原料准备的试料放置在相同的水冷铜炉上，进行抽真空而形成预先设定的压力，通过在惰性气体气氛下，施加期望的电流值而进行。

进行电弧溶解时的压力抽真空例如能够调节至1×10^-2Pa以下、优选为1×10^-3Pa以下的范围。例如，在抽真空之后，例如能够在0.01MPa～0.1MPa的惰性气体下电弧溶解。

在电弧溶解时施加的电流值例如优选调节至20A(安培)～100A的范围。电压的施加时间为例如进行四次5秒～30秒的电压施加等，根据情况不同适当选择即可。

本公开涉及的金合金的制造方法也可以根据需要包含上述工序以外的工序(其他工序)。

作为其他工序，列举出原料的调制工序、得到的金合金的精制工序等。

实施例

以下，通过实施例具体说明本公开。此外，本公开不受这些实施例的任何限定。

(实施例1)

(1)作为金(Au)原料，准备片桐贵金属工业社制造的Au板(形状：不规则形状、纯度：99.99％)。

作为Au-X-RE类超材料的原料之一(组成式中的X)，准备作为锗(Ge)原料的高纯度化学研究所社制造的Ge粒(形状：Grain 2mm～5mm、纯度：99.99％)、作为硅(Si)原料的高纯度化学研究所社制造的Si粒(形状：Grain、纯度99.999％)。

作为稀土类元素(组成式中的RE)，准备作为镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、以及镱Yb的原料的日本钇株式会社制造的grain(形状：不规则块状5mm～10mm、纯度：99.9％、包装形式：油浸渍)。

(2)关于上述La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy以及Yb原料，为了除去油，与株式会社戈多社制造的丙酮起放入烧杯(B-100SCI、HARIO株式会社制造)，使用超音波清洗机(Au-16C、爱瓦医科工业株式会社制造)清洗十分钟。

(3)关于上述的Au、Ge、Si、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、以及Yb原料使用钳子(TESKYU-260TYPE、株式会社ENUSHIKI制造、N-31、HOZAN株式会社制造)切成1mm～3mm×1mm～3mm的大小，设为试料。

(4)以得到的金合金满足组成式Au_83.5Ge_9.5RE₇(组成式中，RE表示La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu或者Gd，数字分别表示at％。以下相同)或者组成式Au₈₅Si₈RE₇(组成式中，RE表示La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy或者Yb，数字分别表示at％。以下相同)，且合计质量成为1g的方式，分别称量在上述的(3)中得到的试料，得到十七种混合试料。

(5)接着，使用超小型真空电弧溶解装置(NEV-AD03型、日新技研社制造)，将如上述那样称量的混合试料分别放置在水冷铜炉上，进行大约两个小时抽真空而到达压力3×10^-3Pa之后，在氩气气氛下，将电流值调整至40A～80A左右而对各混合试料电弧溶解。

此外，为了使混合试料均匀地溶解，对试料电弧照射之后，使用反转棒使混合试料反转，再次实施照射电弧的工艺两次。由此，得到直径4mm～7mm的球状的17种合金样品：Au_83.5Ge_9.5RE₇(RE＝La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu或者Gd)以及Au₈₅Si₈RE₇(RE＝La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy或者Yb)。

(6)用isomet(Buehler社制造)切断得到的合金样品。

(7)使用研磨台(doctor-lap、MARUTO社制造)、研磨纸(carbomax paper、Refinetech株式会社制造)阶段性地研磨按粒度P800、1000以及2000的顺序切断的样品，调整为上下面平行的混合试料。进一步，在研磨纸(TriDent Polishing Cloth、Buehler社制造)上滴几滴金刚石悬浮液(MetaDiTM Supreme Polycrydtalline Diamond Suspension、Buehler社制造)，按金刚石尺寸3μm以及1μm的顺序对合金样品进行镜面研磨。

＜基于X射线衍射的评价＞

(8)使用粉末X射线衍射装置(MiniFleX600、株式会社Rigaku制造、辐射源：CuKα)，评价上述镜面研磨的合金样品。

在图1以及图2中示出XRD(X射线衍射)图形。如图1以及图2所示那样，明确在任一合金样品的组成种均能够确认Au-X-RE类超材料和Au的固有的峰值。

此外，1/1超材料被记载为Tsai型簇具有配置于立方体的各顶点和中央的体心立方构造，具有Im-3的对称性的结晶构造。

如图1以及图2所示那样，明确在Au_83.5Ge_9.5RE₇(RE＝Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce或者La)以及Au₈₅Si₈RE₇(RE＝Yb、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce或者La)中，在Au-X-RE类超材料与金的两相合金的制作中成功。

＜基于SEM的评价＞

(9)再次，用在(7)中所示的研磨台和研磨纸按粒度P1000、2000、以及4000的顺序阶段性地研磨合金样品。在研磨纸TriDent上滴几滴金刚石悬浮液，按金刚石尺寸3μm以及1μm的顺序对合金样品进行镜面研磨。在研磨纸(MasterTexPolishingCloth、Buehler社制)上滴几滴氧化铝悬浮液(MasterPrepTMPolishingSuspension0.05μm)，对合金样品进行镜面研磨。

(10)使用扫描电子显微镜：SEM-EDS(JSM-IT100、JEOL社制造)评价在(9)中得到的合金样品。

其结果如图3所示。图3中，白色部分为Au，灰色部分为Au-X-RE类超材料。根据图3，得知Au-X-RE类超材料分散在金母相中。

此外，关于得到的金合金所包含的超材料(Au-Ge-La)，进行EDS分析之后，Au为74at％、Ge为13at％(组成式中的a)、La为13at％(组成式中的b)，超材料(Au-Ge-La)满足式(1)以及式(2)。

＜硬度＞

(11)使用岛津微型硬度计(HMV-G21、岛津制作所社制造)测量并评价合金样品的微维氏硬度。在图4以及表1中示出该结果。

合金样品均为维氏硬度超过156HV的值。

[表1]

(实施例2)

(12)以得到的金合金成为组成式Au_xGe_yLa_z(x＝81.2、86.0、91.3、或者97at％、y:z＝9.5:7(at％比))、Au_xSi_yCe_z(x＝87或者89at％、y:z＝8:7(at％比))且合计质量成为1g的方式分别称量在实施例1中准备的原料，调制六种混合试料。

(13)除了使用在上述调制的六种混合试料以外，在与实施例1的(5)相同的条件下电弧溶解而得到合金样品。

(14)在(13)中得到的合金样品在与实施例1的(6)、(7)、(8)同样的条件下切断、研磨以及镜面研磨之后，进行X射线衍射测量。

(15)在与实施例1的(7)相同条件下再次实施镜面研磨，使用SEM-EDS评价材料组织。

(16)在与实施例1的(11)同样的条件下测量微维氏硬度。将其结果在图5中示出。

维氏硬度130HV～140HV的区域为适合进行压延、拉丝加工等的情况的硬度(即、加工性优异的硬度)，作为珠宝饰品材料示出理想的硬度。

此外，在纯金(金的纯度为99.99％)中维氏硬度为20HV～30HV。

可以看出在实施例2中制作的Au-Ge-La类以及Au-Si-Ce类的超材料分散的金合金中，金纯度和硬度均存在线性关系，根据超材料的分散量，硬度呈线性变化。此外，在Au-Si-Ce类的超材料分散的金合金中，在金的纯度为93质量％～96质量％的范围内示出维氏硬度为145HV～200HV。

如在实施例1以及2中示出那样，明确本公开涉及的金合金的制造方法以及通过该制造方法得到的金合金的金的纯度高且硬度高。

此外，明确在Au-Ge-La类以及Au-Si-Ce类的金合金中能够分别以Au纯度93.1质量％、95.9质量％这样的极高的金纯度(金的含量)实现期望的硬度。这是迄今为止，与一般来说作为珠宝饰品使用的18K(Au含量：75质量％)相比为高纯度。

本公开涉及的金合金以及其制造方法是日本学术振兴会科学研究经费资助事业：新学术领域研究(研究领域提案类型)“超材料：补空间所创造的新物质科学”(课题编号：19H05817、19H05818、2019年度-2023年度)。

在2021年3月29日申请的日本国专利申请2021-056093号的公开其整体通过参照并入本说明书。

本说明书中记载的所有文献、专利申请以及技术规格通过引用并入本文，其程度如同具体且单独地注明通过引用并入的各个文件、专利和技术标准一样。

Claims

1.一种金合金，包含：

金；以及

Au-X-RE类超材料，由组成式Au_100-(a+b)X_aRE_b表示，

所述组成式中，X表示从由Al、Ga、In、Si、Ge以及Sn构成的组中选择的至少一种原子，

RE表示稀土类元素，

10≤a≤40 (1)

13≤b≤17 (2)

所述Au-X-RE类超材料分散在金母相中。

2.根据权利要求1所述的金合金，其中，

Au的含量相对于金合金的总质量为80质量％以上。

3.根据权利要求1或2所述的金合金，其中，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的金合金，其中，

所述X为Si，且所述a与b的at％比(a:b)为8:7。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的金合金，其中，

所述X为Ge，且所述a与b的at％比(a:b)为9.5:7。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的金合金，其中，

所述组成式中，所述a以及b进一步满足下述(3)，

a与b的at％比(a:b)为8～9.5:7(3)。

7.一种根据权利要求1～6中任一项所述的金合金的制造方法，包含：