CN1854319A

CN1854319A - 一种铈基非晶态金属塑料

Info

Publication number: CN1854319A
Application number: CNA2005100661132A
Authority: CN
Inventors: 张博; 赵德乾; 潘明祥; 汪卫华
Original assignee: Institute of Physics of CAS
Current assignee: Institute of Physics of CAS
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: WO2006111068A1; US8016956B2; US20080105338A1; CN100513623C

Abstract

本发明涉及一种铈基非晶态金属塑料，其为Ce_aAl_bM_c，其中55≤a≤75，5≤b≤25，10≤c≤25，且满足a+b+c＝100；所述的M为Co、Cu或Ni。或是Ce_dAl_eCu_fZ_g，其中，55≤d≤75，5≤e≤15，15≤f≤25，0.01≤g≤10，且满足d+e+f+g＝100；所述的Z为选自Co、Fe、Hf、Mg、Mo、Nb、Sc、Ta、Ti、W、Zn和Zr中的任一元素。或是Ce_hAl_iCu_jNi_k，其中，55≤h≤75，5≤i≤15，15≤j≤25，0.01≤k＜5，且满足h+i+j+k＝100。该铈基非晶态金属塑料具有低的玻璃化转变温度和宽的过冷液相区，因而具有高的热稳定性，可以在非常低的温度象热塑性塑料那样进行变形、成形与印记加工成所需要的非晶态合金制品。

Description

一种铈基非晶态金属塑料

技术领域

本发明属于非晶合金领域，具体地说是涉及一种铈基非晶态金属塑料。

背景技术

非晶态聚合物具有强的玻璃形成能力、较低的玻璃转变温度(T_g)，及具有比通常的金属玻璃更宽的过冷液相区(ΔT_x)，因而具有非常广泛的用途，可将其热塑性特性应用于模制和压制方式的生产中。事实上，自上世纪40年代化学家发明了热塑性塑料以来，塑料成为第二次材料工业革命的基础，尽管它的强度只有钢的五十分之一，但工厂用一个模子就能生产出许多个同样的部件，这使得塑料产品以绝对的价格优势获得了极为广泛的应用，在现代人类的生活方方面面，塑料无所不在。

上世纪60年代初，人类发明了非晶态的合金，也称之为金属玻璃。金属玻璃具有许多聚合物类玻璃所没有的力学、电学和磁学、化学等性能。对于已经形成的非晶合金，被重新加热到玻璃化转变温度T_g以上时，非晶合金在晶化前存在一个不发生晶化的温度区，称为过冷液相区。一般来说，过冷液相区越宽，非晶合金的超塑性加工能力越强。对于具有良好形成能力的非晶合金，人们期望在时间-温度-转变(TTT)图上的晶化曲线向右，即向更长的时间方向移动。非晶合金抗晶化的能力与合金从熔态冷却下来形成非晶所要求的冷却速率有关，这是在玻璃转变温度以上对非晶合金进行加工期间非晶相稳定的一种标志。

传统的薄带状金属玻璃应其过冷液相区宽度太窄，难以用来研究金属玻璃在过冷液相区的行为特性。上世纪90年代初，科学家研制出三维尺寸都达毫米至数厘米量级的金属玻璃。对于大部分块体金属玻璃而言，一个重要特性是过冷液相区的宽度ΔT_x一般都大于45K，有些可以超过100K。如果把这些块体金属玻璃在过冷液相区进行塑性变形，由于粘性流动而非常容易地改变形状，即在过冷液相区可获得理想的牛顿流体特性，应用这种超塑性能获得的最大的延长率可达到15000％。块体金属玻璃在过冷液相区的可塑性就如同面团一样易于形变而用于精确地压制成型，这对于晶态的金属或合金材料在要保持原有的材料性能不变的情况下是无法压制成形的。块体金属玻璃所具有的这些优异性能和微观上的均匀性也使其能成为一种新型的工程材料，如用于制造微电子、微机械系统等用途的各种微型部件等。从生产的角度看，因高应变速率和超塑性特性、易于控制质量，这些使得人们进行大规模生产和提高生产量成为可能。

但到目前为止，对于已研制出的块体金属玻璃而言，大部分由于能形成的非晶材料尺寸小、可变形加工性和机械加工性等的缺乏，其可能够应用的工程领域非常有限。虽然现在人们已经研制出许多种块体金属玻璃，但其较高的玻璃转变温度T_g和较低抗晶化能力也使它们象塑料那样的可粘性流动特性开发使用受到极大的限制。象Pd、Pt亦或Au这类贵金属基的合金体系，玻璃形成能力非常好，在T_g温度以上的过冷液相区表现出好的超塑性和精密成型的性能，但高昂的原材料成本一般仅使其成为实验室的研究之用途。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的金属玻璃或是能形成的非晶材料尺寸小、缺乏可变形加工性和机械加工性，或是因其具有较高的玻璃化转变温度T_g和较低抗晶化能力，使其可粘性流动特性的开发使用受到极大的限制，或是使用了诸如Pd、Pt或Au这类贵金属基的合金体系，原材料成本高昂，难以广泛应用的缺陷，从而提供一种具有低的玻璃化转变温度T_g、过冷液相区较宽ΔT_x、使用更为廉价的和低纯度原材料的铈基非晶态金属塑料。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_aAl_bM_c

其中55≤a≤75，5≤b≤25，10≤c≤25，且满足a+b+c＝100；

所述的M可以是Co、Cu和Ni三种元素中的任何一个；

所述Ce、Al和M中的元素纯度均不应低于99.5wt％。

本发明提供另一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_dAl_eCu_fZ_g

其中，55≤d≤75，5≤e≤15，15≤f≤25，0.01≤g≤10，且满足d+e+f+g＝100；

所述的Z为选自Co、Fe、Hf、Mg、Mo、Nb、Sc、Ta、Ti、W、Zn和Zr中的任一元素；

所述Ce、Al、Cu和Z所代表的元素纯度均不应低于99.5wt％。

本发明还提供一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_hAl_iCu_jNi_k

其中，55≤h≤75，5≤i≤15，15≤j≤25，0.01≤k＜5，且满足h+i+j+k＝100；

所述Ce、Al、Cu和Ni的元素纯度均不应低于99.5wt％。

上述铈基非晶态金属塑料是通过本领域普通技术人员公知的方法制备的，具体包括如下步骤：

1)母合金的制备：在钛吸附的氩气氛的电弧炉中，按通式Ce_aAl_bM_c和Ce_dAl_eCu_fZ_g所需要的原子配比将上述组份中的Ce、Al、M，或Ce、Al、Cu和Z，或Ce、Al、Cu和Ni混合熔炼均匀，冷却后得到母合金铸锭；

2)吸铸：将步骤1)制得的母合金铸锭重新熔化，利用电弧炉中的吸铸装置，将母合金的熔体吸铸进不同型腔的铜模中形成棒状或板片状样品。

在不偏离本发明新概念的真正精神和范围，可以进行多种修正和改变。正如本发明提供的制备铈基非晶态金属塑料是采用吸铸的方式制备成非晶锭，本领域的普通技术人员都知道，任何合适的在保护气氛条件下的非晶生产或铸造技术，例如，喷铸法、单辊或双辊旋转熔体发、平面流铸造法、雾化制粉法等，都可以用来制备本发明中的铈基非晶态金属塑料。

本发明提供的铈基非晶态金属塑料的非晶特性和所含非晶相的体积分数可以用多种已知的技术进行确认与估计。在本发明的实施例中，采用MAC M03 XHF衍射仪和Cu靶K_α辐射进行铸态的和在沸水中处理过的样品进行非晶结构的测量，还采用TECHAI-F20型高分辨电子显微镜于200kV的加速电压下进行这些样品的微结构观察。采用机械减薄和化学抛光方法制备电子显微镜观察用的样品薄膜。类似地，可以用任何合适的方法对这些合金的热性能进行测量。例如，本发明的实施例中，用Perkin-Elmer DSC-7型差示量热扫描仪在纯氩气保护的气氛下进行样品的热分析测量，仪器的温度与能量校正样品是高纯In和Zn，等温和连续加热的加热速度为10K/min。

非晶样品的力学性能、密度等数据可以用多种通用的仪器进行测量。在本发明的实施例中，室温和90℃时样品的力学特性(屈服强度和弹性应变)在MTS 880型试验机上进行，进行压缩测试时的应变速度为1×10^-3/s。在MATEC 6600超声装置上用脉冲回波重合方法进行样品的超声速度测量，使用10MHz的载波频率测量超声在样品的两个末端传播一个来回的时间，时间测量的灵敏度为0.5ns。杨氏模量E、体弹模量B、泊松比v和剪切模量是用样品中声速和密度数据计算出的。维氏硬度的测量是用Polyvar Met微硬度测量仪于1.96N的载荷下进行。样品在300K时的电阻测量是在PPMS 6000仪器(Quantum Design仪器公司)上进行。

本发明定义提供的铈基非晶态金属塑料包含至少50％体积百分比非晶相。在多数情况下，按本发明所获得的材料是由单一的非晶相组成，其具有不小于20K的过冷液相区宽度和不高于430K的玻璃转变温度，这里的过冷液相区宽度ΔT_x定义为非晶合金晶化开始的温度T_x和玻璃转变开始温度T_g之差，这些数值是用标准的差示扫描量热仪以10K/min的加热速度获得。

该非晶合金具有宽的过冷液相区因而具有高的热稳定性，可以在非常低的温度(近水的沸点温度)象热塑性塑料那样进行变形、成形与印记加工成所需要的非晶态合金制品。例如，本发明提供的铈基非晶态金属塑料可在其过冷液相区温度、于50～300MPa的成形压力下，按模型的形状进行热塑性成形。

与现有技术相比，本发明提供的铈基非晶态金属塑料是以Ce为主要成分，且包含数个添加元素如Al、Co、Cu、Fe和Nb，其具有如下的优点：

1、本发明提供的铈基非晶态金属塑料具有强玻璃形成能力，能够非常容易制备出一定尺度范围的块体非晶；

2、本发明提供的铈基非晶态金属塑料具有非常低的玻璃转变温度T_g，能够象热塑性塑料那样进行可塑性变形加工成使用所需要的形状；

3、本发明提供的铈基非晶态金属塑料具有较宽的过冷液相区，可以使其在晶化发生前获得更长的加工处理时间而适合于工业生产；

4、其在室温以上不太高的温度(近水的沸点)具有高的热稳定性，因而具有象热塑性塑料那样有可重复成型和精密压制成型的特性；

5、这些Ce基非晶合金的添加元素都是比较常规的工业用元素，如Al、 Co、Cu、Fe、Zn和Nb等，因而也明显降低材料的成本。

附图说明

图1为本发明提供的铈基非晶态金属塑料的外观照片，其中A为实施例1制备的尺寸为1.5×12×70mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态板条，B为实施例3制备的直径为8mm的Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂非晶态合金棒；

图2为本发明提供的铈基非晶态金属塑料的X射线衍射图，其中，A代表实施例1制备的直径为2mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒，B代表实施例3制备的直径为8mm的Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂非晶态合金棒；

图3为实施例1制备的直径为1mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒的高分辨电子显微镜图相及相应的选区衍射图；

图4为实施例1制备的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀(A)和实施例3制备的Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂(B)非晶合金样品的DSC迹线，加热速度为10K/min

插图是实施例1制备的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金样品在120℃等温时的等温DSC迹线，其中，(a)为对从液态冷却形成的非晶继续冷却到室温的样品立即进行测量；(b)为将样品在室温(20～38℃)放置3个月后进行测量；

图5为实施例1制备的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金样品晶化的时间-温度-转变图(TTT)；其中“○”代表晶化达到1％，“●”代表晶化达到99％；

图6为实施例1制备的直径为2mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒的在室温及在90℃时采用压缩试验测得的真实应力-应变曲线；

插图中左边显示的是未压缩时的原始样品(尺寸为高3mm和直径为2mm的圆柱)，右边显示的是在90℃压缩后的样品形状(尺寸变为厚0.5mm和直径约为5mm的片)；

图7为实施例1制备的直径为1mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒及其在近沸腾的热水中弯制成的“BMG”字母的照片；

图8为实施例1制得的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶片表面印制出的硬币图案照片；

图9为实施例2制备的直径为10mm的Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5非晶态合金棒的X射线衍射图；

图10为实施例2制备的直径为10mm的Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5非晶态合金棒的DSC迹线，加热速度为10K/min。

具体实施方式

实施例1、Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态金属塑料

使用纯度为99.5wt％以上的Ce、Al及Cu三种组分，按化学式Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀的摩尔比70∶10∶20配好后，在钛吸附的氩气氛的电弧炉中熔炼，混合均匀，冷却后得到Ce-Al-Cu三元合金的母合金铸锭；然后利用电弧炉中的吸铸装置，将重熔后的母合金熔体分别吸铸进不同型腔(圆柱形、板条状)的铜模中，分别形成尺寸为1.5×12×70mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金板条(其外观形态照片如图1中的A所示)、直径分别为2和1mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒(其外观形态分别如图6及7中所示)。

直径为2mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀合金棒在铸态时是完全非晶的。由图1可以看出，该合金可以被制备成表面具有金属光泽的非晶板状。正如合成的其它玻璃态样品所显示的那样，对于不涉及结晶的固化过程，室温的铸态样品几乎看不出明显的体积收缩，因此显示出好的铸造质量。以前对其它稀土基的块体非晶形成研究工作表明，在稀土基合金中很难制备出具有完全非晶结构的块体非晶样品的，在非晶基体上总存在明显比例的纳米晶相，稀土钕基合金就是最明显的例子。由于这个原因，在目前的发明中，我们特别仔细地对所获铸态样品的结构进行了分析。

直径为2mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒的X射线衍射图如图2中的A曲线所示，X射线结构衍射图上仅出现两个表征非晶相的弥散峰，而没有对应于晶体相的Bragg衍射峰，这表明该合金是完全的非晶态结构。

使用高分辨电子显微图像观察微观区域比X射线衍射更为敏感，分散在非晶基体上的极微量的晶体相都可以被清楚地揭示。图3为实施例1制备的直径为1mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒的高分辨电子显微镜图相及相应的选区衍射图。由图可见，该样品结构无序，仅显示出单一玻璃相的特征，即具有单相的非晶态。

Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀的DSC迹线如图4中A曲线所示，加热速度为10K/min，其显示出明显的玻璃转变温度区和晶化现象，相应的玻璃转变温度T_g和晶化开始温度T_x分别为341K和410K，过冷液相区的宽度ΔT_x(＝T_x-T_g)为69K。而341K的玻璃转变温度比目前已知的任何其它块体非晶合金的T_g都要低得多，已经接近于一些普通的非晶态聚合物的玻璃转变温度。

图4中的插图是Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金样品在120℃等温时的等温DSC迹线，其中，(a)为对从液态冷却形成的非晶继续冷却到室温的样品立即进行测量的结果；(b)为将样品在室温(20～38℃)放置3个月后进行测量的结果。由此图可以看出，该非晶态合金在20～38℃的室温中存放3个月后仍是非晶态。

我们还在一定的温度范围内研究了这种稳定性，方法是依等温DSC迹线来计算在每个温度等温时晶化达到1％和99％时所需的时间，确定Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金样品晶化的TTT，如图5所示。据此，可以对该非晶合金在室温的稳定时间采用Arrhenius公式外推进行估计，外推到室温(～20℃)的虚线表明晶化开始的时间是～10¹⁰s，即该非晶态合金在室温可以放置200年而不发生晶化，因此其稳定性是非常高的。

图6为直径为2mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒的在室温及在90℃时采用压缩试验测得的真实应力-应变曲线；可以看出Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶从室温到近T_g的温度表现出脆性，在到～1.5％的弹性应变后发生了破坏性断裂，但将温度升到90℃(在过冷液相区)时，其从脆性转变为超塑性特性。

图6的插图中左边显示的是未压缩时的原始样品(尺寸为高3mm和直径2mm的圆柱)，右边显示的是在90℃压缩后的样品形状(尺寸变为厚0.5mm和直径约为5

mm的片)，该样品被压缩到它原始高度的16％而没有发生破裂。这就象普通的聚合物类热塑性塑料那样，该非晶态合金在这个温区可以反复地进行压缩、拉伸、弯曲及成型为复杂的形状。

将直径为1mm的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态合金棒放置在烧杯里近沸点的水中，很容易地用镊子将其弯制成字母“BMG”，如图7中所示，说明该材料热塑性成形的容易性。将其放置在近沸点的水中10分钟后取出，用X射线结构衍射分析证明其还是非晶态，与图5中的TTT图上给出的状态也是一致的。

虽然这种Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶态金属塑料表现出与尼龙或聚氯乙烯那样的热塑性特性，但其力学和物理性能与之有明显不同。用常规的力学性能试验机、商业化的压痕和超声测试仪来测量计算得到该非晶态金属塑料的密度为6738kgm^-3，维氏硬度为1.50GPa，断裂韧性为10.0MPa m^1/2，杨氏模量E为29.91GPa，体弹模量K为29.18GPa，切变模量G为11.25，泊松比为0.32，抗拉强度为490MPa。

此外，该非晶态金属塑料的电阻率是119μΩ·cm，因此其为导体，而非晶态聚合物一般都是绝缘体。

在近沸腾水中，将5便士的硬币放置在实施例1制得的非晶片表面上，施加手指压力不到1秒钟即可在非晶片表面印上硬币的图案，如图8所示，表明该非晶合金具有优异的可印记性及粘性可变形特性。将这种材料的印记能力与导电性相结合可能也是非常有用的。

实施例2、Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5非晶态金属塑料

按照实施例1的方法制备非晶态合金Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5，DSC迹线见图10和表1中的数据。该合金的玻璃化转变温度变化不大(T_g＝～341K)，主要是第一个晶化峰的晶化开始温度明显提高到T_x＝419K，因而过冷区间更宽了(ΔT＝～78K)，最直接表现是玻璃形成能力比实施例1的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金的提高了，可以获得直径为10mm的非晶棒，相应的X射线结构衍射结果见图9。这个合金的最大特点是在Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀合金的基础上加入非常少量的Co就实现了玻璃形成能力的非常大的变化。超声测量证明该非晶合金是一种“软”的非晶态金属塑料，其杨氏模量E、剪切模量G和体模量K分别为31.1GPa、11.6GPa和31.3GPa。

实施例3、Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂非晶态金属塑料

按照实施例1的方法制备非晶态合金Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂棒，其DSC迹线见图4中的B和表1中的数据。该合金的玻璃化转变温度T_g＝345K，变化不是很明显，比Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀和Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5的要高，T_x(421K)也相应升高，而过冷区间的宽度ΔT_x明显地增加到76K，介于两者之间，意味着该合金的过冷液体变得更加稳定。最直接的表现为玻璃形成能力比实施例1的Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀非晶合金的提高许多，可以获得直径至少为8mm的非晶棒，如图1中的B所示，相应的X射线结构衍射结果见图2中的B曲线。用超声方法测量获得的弹性模量数据见表1，其杨氏模量E、剪切模量G和体模量K分别为31GPa、11.7GPa和30GPa。

实施例4～8

按实施例1的方法制备不同配比的三元Ce_aAl_bM_c系列Ce基非晶态金属塑料棒样，其中M分别为Co、Cu和Ni，其X射线衍射类似于实施例1制备的样品，差示量热分析结果及合金的组成列于表1中。

实施例9～35

按实施例1的方法制备不同配比的四元Ce_dAl_eCu_fZ_g系列Ce基非晶态金属塑料棒样，其中Z分别为Co、Fe、Ni、Nb和Zn，其X射线衍射类似于实施例3制备的样品，实施例9～19的合金组成、差示扫描量热分析结果及部分其它数据列于表1中，实施例20～35的合金组成及其它数据列于表2。这些第四组元的加入主要对三元Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀合金的玻璃形成能力有明显或一定的增强作用，而对非晶态金属塑料的弹性性能影响不大。

表1、铈基非晶态金属塑料的组成和热物性参数

实施例	合金成分	d_c(mm)	T_g(K)	T_x(K)	ΔT_x(K)	T_m(K)	T_l(K)	E(GPa)	G(GPa)	K(GPa)
实施例	合金成分	d_c(mm)	T_g(K)	T_x(K)	ΔT_x(K)	T_m(K)	T_l(K)	E(GPa)	G(GPa)	K(GPa)	1.	Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀	2	341	410	69	647	722	29.91	11.25	29.18
2.	Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5	10	341	419	78	639	716	31.08	11.64	31.25	1.	Ce₇₀Al₁₀Cu₂₀	2	341	410	69	647	722	29.91	11.25	29.18
2.	Ce_69.5Al₁₀Cu₂₀Co_0.5	10	341	419	78	639	716	31.08	11.64	31.25	3.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂	8	345	421	76	646	721	30.95	11.65	30.06
4.	Ce₆₅Al₁₅Cu₂₀	2	363	425	62	677	773				3.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Nb₂	8	345	421	76	646	721	30.95	11.65	30.06
4.	Ce₆₅Al₁₅Cu₂₀	2	363	425	62	677	773				5.	Ce₇₀Al₁₅Cu₁₅	2	364	406	42	660	775
6.	Ce₆₀Al₂₀Co₂₀	5	424	468	44	684	798				5.	Ce₇₀Al₁₅Cu₁₅	2	364	406	42	660	775
6.	Ce₆₀Al₂₀Co₂₀	5	424	468	44	684	798				7.	Ce₇₀Al₁₀Ni₂₀	1	373	399	26	687	775
8.	Ce₇₀Al₁₅Ni₁₅	1	368	387	19	691	738				7.	Ce₇₀Al₁₀Ni₂₀	1	373	399	26	687	775
8.	Ce₇₀Al₁₅Ni₁₅	1	368	387	19	691	738				9.	Ce_69.8Al₁₀Cu₂₀Co_0.2	8	339	414	75	643	721	30.82	11.54	31.22
10.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Co₁	10	340	421	81	634	713	31.13	11.68	31.07	9.	Ce_69.8Al₁₀Cu₂₀Co_0.2	8	339	414	75	643	721	30.82	11.54	31.22
10.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Co₁	10	340	421	81	634	713	31.13	11.68	31.07	11.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Co₂	10	352	419	67	615	716	31.34	11.80	30.33
12.	Ce₆₅Al₁₀Cu₂₀Co₅	8	363	414	51	615	695				11.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Co₂	10	352	419	67	615	716	31.34	11.80	30.33
12.	Ce₆₅Al₁₀Cu₂₀Co₅	8	363	414	51	615	695				13.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Fe₂	5	352	423	71	646	708	32.70	12.32	31.35
14.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Ni₂	5	352	421	69	647	710	31.93	11.98	31.77	13.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Fe₂	5	352	423	71	646	708	32.70	12.32	31.35
14.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Ni₂	5	352	421	69	647	710	31.93	11.98	31.77	15.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Nb₁	10	352	412	60	646	728
16.	Ce₆₇Al₁₀Cu₂₀Nb₃	5	355	404	49	646	723				15.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Nb₁	10	352	412	60	646	728
16.	Ce₆₇Al₁₀Cu₂₀Nb₃	5	355	404	49	646	723				17.	Ce₇₀Al₁₀Cu₁₉Zn₁	1	343	391	58	635	743
18.	Ce₇₀Al₁₀Cu₁₈Zn₂	2	345	399	54	633	730				17.	Ce₇₀Al₁₀Cu₁₉Zn₁	1	343	391	58	635	743
18.	Ce₇₀Al₁₀Cu₁₈Zn₂	2	345	399	54	633	730				19.	Ce₇₀Al₁₀Cu₁₇Zn₃	3	341	412	71	634	733

注：1)d_c为本实验条件下获得的最小临界直径尺寸；

2)表中各成分样品测量时所用的加热速率为10K/min。

本发明提供的铈基非晶态金属塑料其大部分的玻璃转变温度T_g在341～364K之间，非常接近于一些普通的非晶态聚合物的。例如，尼龙的T_g为316K，而聚氯乙烯的T_g为348～378K。通过改变添加元素种类，还可以根据需要对该铈基非晶态金属塑料的玻璃转变温度在很大的温度范围(＞50K)进行调整改变以满足加工和使用性能需求。因而，本发明提供的铈基非晶态金属塑料能够象热塑性塑料那样进行可塑性变形加工成使用所需要的形状。

表2、铈基非晶态金属塑料的组成与尺寸

实施例	合金成分	d_c(mm)	非晶的体积比例
实施例	合金成分	d_c(mm)	非晶的体积比例	20.	Ce₆₅Al₁₀Cu₂₀Zn₅	5	＞60％
21.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Hf₁	2	＞90％	20.	Ce₆₅Al₁₀Cu₂₀Zn₅	5	＞60％
21.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Hf₁	2	＞90％	22.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Hf₂	2	＞80％
23.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Mg₁	2	＞50％	22.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Hf₂	2	＞80％
23.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Mg₁	2	＞50％	24.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Mg₂	3	＞70％
25.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Mo₁	2	＞85％	24.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Mg₂	3	＞70％
25.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Mo₁	2	＞85％	26.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Mo₂	4	＞60％
27.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Sc₁	5	＞90％	26.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Mo₂	4	＞60％
27.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Sc₁	5	＞90％	28.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Ta₁	2	＞90％
29.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Ti₁	3	＞70％	28.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Ta₁	2	＞90％
29.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Ti₁	3	＞70％	30.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀W₁	2	＞70％
31.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Y₁	1	＞70％	30.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀W₁	2	＞70％
31.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Y₁	1	＞70％	32.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Zr₁	1	＞60％
33.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Bi₁	2	＞60％	32.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Zr₁	1	＞60％
33.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Bi₁	2	＞60％	34.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Sn₁	3	＞50％
35.	Ce₆₈Al₁₀Cu₂₀Sn₂	4	＞50％	34.	Ce₆₉Al₁₀Cu₂₀Sn₁	3	＞50％

Claims

1、一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_aAl_bM_c

其中55≤a≤75，5≤b≤25，10≤c≤25，且满足a+b+c＝100；

所述的M可以是Co、Cu和Ni三种元素中的任何一个。

2、如权利要求1所述的铈基非晶态金属塑料，其特征在于：所述的Ce、Al和M中的元素纯度均不低于99.5wt％。

3、一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_dAl_eCu_fZ_g

其中，55≤d≤75，5≤e ≤15，15≤f≤25，0.01≤g≤10，且满足d+e+f+g＝100；

所述的Z为选自Co、Fe、Hf、Mg、Mo、Nb、Sc、Ta、Ti、W、Zn和Zr中的任一元素。

4、如权利要求3所述的铈基非晶态金属塑料，其特征在于：所述Ce、Al、Cu和Z中的元素纯度均不低于99.5wt％。

5、一种铈基非晶态金属塑料，是以铈为主要成分，其组成可用如下公式表示：

Ce_hAl_iCu_jNi_k

其中，55≤h≤75，5≤i≤15，15≤j≤25，0.01≤k＜5，且满足h+i+j+k＝100。

6、如权利要求5所述的铈基非晶态金属塑料，其特征在于：所述Ce、Al、Cu和Ni的元素纯度均不应低于99.5wt％。