JP2015503028A - Feベースのバルクアモルファス合金の合金化 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書での用語「相」は、熱力学状態図内で見出すことができるものを指すことができる。相は、その全体にわたって、材料の全ての物理的特性が本質的に均一である、空間の領域(例えば、熱力学系)である。物理的特性の例としては、密度、屈折率、化学組成、及び格子周期性が挙げられる。単純な説明は、相は、化学的に均一で、物理的に異なっており、及び/又は機械的に分離可能な材料の領域であるということである。例えば、ガラスジャー内の、氷及び水からなる系では、その角氷が1つの相であり、水が第2の相であり、その水の上の湿り空気が第3の相である。ジャーのガラスは、別の分離相である。相は、金属間化合物などの、2成分、3成分、4成分以上の溶体又は化合物とすることができる、固溶体を指すことができる。別の例としては、アモルファス相は、結晶相とは区別ができる。
金属、遷移金属、及び非金属
固溶体
合金
アモルファスすなわち非晶質固体
アモルファス合金又はアモルファス金属
電子デバイス
非限定的実施例
Feベース合金
実験1
(1)約3.1gのB(約0.29モル)及び16.0gのFe(約0.29モル)を溶融し、50atm%−Fe−50atm%−B(Fe−B)化合物組成物を作製する。この工程は、4回溶融及び3回裏返しで実施された。すなわち、各「裏返し」は混合物をひっくり返して、均質化を促進してから、上述の各「溶融」を行うことを指す。
(2)約112.3gのFe、37.4gのCr、64.2gのMoを溶融して、Fe−Cr−Mo合金インゴット(「ボタン」)を形成する。この工程は4回溶融及び3回裏返しで実施された。図5は、Fe−Cr−Mo合金の写真を示す。
(3)グラファイト粒子の上にFeCrMoインゴットを置くことによって、グラファイトをFe−Mo−Cr内に溶融させ、Fe−Mo−Cr−C組成物を形成する。この工程は、1溶融及び裏返しなしで実施された。
(4)化学式Fe48Cr15Mo14B6Y2の合金原料を形成しようと、Fe−B化合物をFe−Mo−Cr−C組成物と一緒に溶融させる。
結果
実験2
(1)約128.1gのFe及び約4.9gのCを溶融し、85atm%−Fe−15atm%−C(Fe−C)化合物組成物を作製する。この工程は、Cの上にFeを置いて実施した。この工程は、4回溶融及び3回裏返しで実施された。すなわち、各「裏返し」は混合物をひっくり返して、均質化を促進してから、各「溶融」(すなわち溶融工程)を行うことを指す。
(2)約3.7gのCをCr、Mo、及びBと共に溶融し、この際、MoをBの上に、これをCrの上に、これをCの上に置く。逆算により、これはCrが約37.3g、Moが約64.2g、Bが約3.1gであると決定された。
(3)Fe−CをFe、Cr、Mo、及びBの上に置き、これらを一緒に溶融して、Crの喪失を最小限に抑える。この生成物が、インゴットであった。
(4)0.2gのYを、(3)で得られたインゴットに加え、このアセンブリを一緒に溶融した。
結果
実験3
(1)約12.8gのFe及び約2.5gのCを溶融し、50atm%−Fe−50atm%−B(Fe−B)化合物組成物を作製する。この工程は、Cの上にFeを置いて実施した。この工程は、実験1の工程(1)と同様に実施した。
(2)図2に示すように、約98gのFeを、約29.8gのCr、51.4gのMo、及び6.9gのYを溶融して、FeMoCrYを形成する。
(3)各Fe−Mo−Cr−Y片の下にCを置いて、それらの合金を形成する。この生成物が、インゴットである。
(4)工程(1)のFeBを、工程(3)で得られたFe−Mo−Cr−Y片に溶け込ませて、Fe48Cr15Mo14B6Y2の合金原料を得る。
結果
Claims (41)
- 合金原料の製造方法であって、
Fe元素を第1非金属元素と配合することにより第1組成物を形成する工程と、
Fe元素を複数の遷移金属元素と配合することにより第2組成物を形成する工程と、
該第2組成物を第2非金属元素と配合することにより第3組成物を形成する工程と、
合金原料を形成するために、前記第1組成物を第3組成物と合金化する工程と、
を含む、方法。 - 前記第1非金属元素が、B、P、Si、Ge、C、又はこれらの組み合わせである、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の遷移金属元素が、Mo、Cr、Ni、Y、Co、Mn、Ga、Er、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1非金属元素及び前記第2非金属元素のうちの少なくとも一方が半金属である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2非金属元素がSi、C、又は両方である、請求項1に記載の方法。
- 前記第3組成物を形成する工程の最初に、前記第2非金属元素が前記第2組成物の下に配置される、請求項1に記載の方法。
- 前記元素の少なくとも一部は、少なくとも1辺が、少なくとも約1mmである、請求項1に記載の方法。
- 前記合金原料が、(i)均質である、(ii)完全なアモルファスではない、のうちの少なくとも一方である、請求項1に記載の方法。
- 前記合金原料が、化学式Fe48Cr15Mo14C15B6Y2を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記製造の少なくとも一部が、アーク溶融を含む、請求項1に記載の方法。
- 合金原料の製造方法であって、
Feを第1非金属元素と配合することにより第1組成物を形成する工程と、
Feを複数の遷移金属元素及びCと配合することにより炭素含有組成物を形成する工程と、
合金原料を形成するために、前記第1組成物を前記炭素含有組成物と合金化する工程と、
を含む、方法。 - 前記炭素含有組成物を形成する工程が、前記炭素含有組成物を形成する工程の前に、Mo、Cr、Y、Ni、又はこれらの組み合わせを含む第2組成物を形成する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記炭素含有組成物を形成する工程が、MoをFeの上に配置し、これをCrの上に配置し、これをYの上に配置する積層順序を有する合金積層物を溶融することにより、第2組成物を形成する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記形成する工程は、前記積層順序を有さない組成物に比べて、前記第2組成物に関して、FeとCrのうちの少なくとも一方の蒸発が少ない、請求項13に記載の方法。
- 前記第1組成物が、金属間化合物を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記合金原料が、実質的に結晶質である、請求項11に記載の方法。
- 前記合金原料は、少なくとも1辺が、少なくとも5.1cm(2インチ)である、請求項11に記載の方法。
- 前記合金原料をバルクアモルファス合金に製造する工程を更に含む、請求項11に記載の方法。
- 前記製造する工程に使用される元素の少なくとも一部が、粉末形状ではない、請求項11に記載の方法。
- 前記第1非金属元素がBである、請求項11に記載の方法。
- 合金原料の製造方法であって、
Fe含有第1組成物を提供する工程と、
CをMo、Cr、及びYを含む第2組成物と配合して第3組成物を形成する工程と、
前記第1組成物を前記第3組成物と配合して合金原料を形成する工程と、
を含む、方法。 - 前記第1組成物がホウ化鉄である、請求項21に記載の方法。
- 前記第2組成物が、MoをFeの上に配置し、これをCrの上に配置し、これをYの上に配置する積層順序を有する、請求項21に記載の方法。
- 前記合金原料の重量が少なくとも100gであり、少なくとも1辺が、少なくとも5.1cm(2インチ)である、請求項21に記載の方法。
- Fe及び第1非金属元素を含む第1組成物と、
Fe、複数の遷移金属元素、及び第2非金属元素を含む、第2組成物と、
を含む合金であって、
前記第1組成物が、前記合金中の前記第2組成物と合金化されている、合金。 - 前記第1非金属元素がB、P、Si、Ge、C、又はこれらの組み合わせである、請求項25に記載の合金。
- 前記複数の遷移金属元素が、Mo、Cr、Ni、Y、Co、Mn、Ga、Er、又はこれらの組み合わせである、請求項25に記載の合金。
- 前記第1非金属元素及び前記第2非金属元素のうちの少なくとも一方が半金属である、請求項25に記載の合金。
- 前記第2非金属元素が、Si、C、又は両方である、請求項25に記載の合金。
- 前記第3組成物を形成する工程の最初に、前記第2非金属元素が前記第2組成物の下に配置される、請求項25に記載の合金。
- 前記元素の少なくとも一部は、少なくとも1辺が、少なくとも約1mmである、請求項25に記載の合金。
- 前記合金が、(i)均質である、(ii)完全なアモルファスではない、のうちの少なくとも一方である、請求項25に記載の合金。
- 前記合金が、化学式Fe48Cr15Mo14C15B6Y2を有する、請求項25に記載の合金。
- 前記製造の少なくとも一部が、アーク溶融を含む、請求項25に記載の合金。
- 前記第2組成物が、Cを含む炭素含有組成物を含む、請求項25に記載の合金。
- 前記第2組成物が、Mo、Cr、Y、Niを更に含む、請求項25に記載の合金。
- 前記第2組成物が、MoをFeの上に配置し、これをCrの上に配置し、これをYの上に配置する積層順序を含む、請求項36に記載の合金。
- 前記第1組成物が、金属間化合物を含む、請求項25に記載の合金。
- 前記合金が実質的に結晶質である、請求項25に記載の合金。
- 前記合金は、少なくとも1辺が、少なくとも5.1cm(2インチ)である、請求項25に記載の合金。
- 前記合金が、バルクアモルファス合金を含む、請求項25に記載の合金。
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