TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法

TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及高熵非晶合金材料技術領域，具體公開一種TiZrHf系高熵非晶合金材料。所述合金材料至少由5種元素組成，所述合金中各個元素的原子百分比相等；所述合金材料組成為如下(a)～(i)中的任一種：(a)Ti20Zr20Hf20Cu20M20；(b)Ti20Zr20Hf20Ni20M20；(c)Ti20Zr20Hf20Ag20M20；(d)Ti20Zr20Hf20Al20M20；(e)TizZrzHfzCuzAgzMz；(f)TizZrzHfzNizNbzMz；(g)TizZrzHfzNizAgzMz；(h)TizZrzHfzFezNbzMz；(i)TizZrzHfzCuzNizAlz。本發明上述實施例在Ti、Zr、Hf三個固定組成元素下，利用真空電弧熔煉技術制備了包含5種或5種以上的合金元素構成的若干條帶狀的非晶合金材料，獲得的高熵非晶合金條帶表面平整光滑、無孔洞裂紋等缺陷，并且還具有良好的韌性，適合推廣應用。
【專利說明】
T i ZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及高熵非晶合金材料技術領域，尤其涉及一種TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]非晶合金又叫做金屬玻璃，主要是利用快速凝固冶金技術合成。該類合金屬于新型合金材料，同時具有一般金屬和玻璃優異的力學、物理和化學性能。
[0003]與傳統的晶態材料三維周期性重復排列的方法不同，非晶合金在結構上，表現出了原子排列呈現長程無序短程有序的特點，并且在能量上處于亞穩態，所以不存在晶界和位錯等缺陷。在性能上，表現出高強度、大彈性變形和高彈性儲能、良好的耐腐蝕性等特征，使非晶合金有著廣泛的應用前景。
[0004]高熵非晶合金是上世紀九十年代葉均蔚等人提出的一種新型材料，它由5種或者5種以上的合金元素按照等摩爾比例構成。由于熱力學上高熵效應的存在，由化學相容性較好的元素組成的合金體系通常只生成少數幾種簡單的固溶體，甚至單一相，如體心立方(BCC)或面心立方(FCC)結構。最近的研究表明，除了高熵固溶體結構之外，在一些特殊的合金體系中高熵非晶合金也可以形成非晶態結構，這類合金被稱為高熵非晶合金。高熵非晶合金的出現打破了傳統非晶以一到兩個組元為主的設計觀念，為非晶的成分設計和研究提供了一個嶄新的方法。
[0005]高熵非晶合金是高熵非晶合金與傳統非晶的交叉產物，它在擁有緊密拓撲結構的同時還存在著高度的化學無序狀態，與高熵非晶合金和傳統的非晶相比，該類新型合金在一些性能上面更加優異。例如，與傳統的非晶相比，SrCaYbLiMgZr^PIZn2oCa2oSr2oYb2o(LiQ.55MgQ.45)的玻璃轉變溫度更低，并且在不出現剪切帶的室溫條件下可以發生均勻的塑性變形；SnoCasoYbsoMgsoZmo高熵非晶的機械性能和耐腐蝕性有著顯著的提高，與傳統的CaMgZn非晶相比生物相容性更加明顯；而Ding等人開發出的Ti2oZr2oCu2()Ni2()Be2()高熵非晶的斷裂強度明顯高于傳統Zr-基和T1-基的非晶合金。
[0006]由于高熵非晶合金的出現和發展歷史并不久，關于新成分的現有報道也很有限，而高熵非晶等摩爾比例的成分設計與傳統非晶一個元素為主的設計明顯不同，在一些經驗的參數判據上面兩者之間必然會存在著差異。然而，當前關于嚴格等比例高熵非晶的成分報道并不是很多，因此仍需要大量深入的實驗探索和理論研究，在這個背景下，開發出一些新型的嚴格等比例高熵非晶合金成分將具有理論跟實驗上的雙重意義。另外，現有的高熵非晶合金成分中，常含有貴金屬，如:Pd、Pt、Au，或含有有毒元素Be等，這與現代技術的發展方向不一致，而且由于貴金屬的緊缺，不適合大規模工業化應用。
[0007]由于高熵非晶合金的出現和發展歷史并不久，關于新成分的報道也很有限，許多問題仍沒有得到解決，許多問題也仍需要大量深入的理論研究和實驗探索，因此開發出一些新型的高熵非晶合金材料具有理論和實驗上的雙重意義。

【發明內容】

[0008]為擴大高熵非晶合金的種類、豐富高熵非晶合金的數量，使高熵非晶合金更加適合大規模工業化應用，本發明實施例提供了一種TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法。
[0009]為了達到上述發明目的，本發明實施例采用了如下的技術方案:
[00?0] —種TiZrHf系高熵非晶合金材料，所述合金材料至少由5種元素組成，其中，所述合金中各個元素的原子百分比相等;所述合金材料組成為如下(a)?(i)中的任一種:
[0011](&)112(^2。!^2。(:112。]\12。，其中，所述1為厶1、厶8、￥、]\111』、31、0中的任一種；
[0012](b)Ti2oZr2oHf2oNi2oM2。，其中，所述M為Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co中的任一種；
[0013](c )Ti2oZr2oHf2oAg2oM2o，其中，所述 M 為 Cr、V、Fe 中的任一種；
[0014](d)Ti 2oZr2oHf2oA 120M20，其中，所述 M 為 Fe、V、Ag 中的任一種；
[0015](6)1^匕!^(:1148具，其中，2 = 100/6，所述1為￥、他、卩6、0、祖、厶1中的任一種；
[0016](f)TizZrzHfzNizNbzMz，其中，2 = 100/6，所述1為卩6、(:11、厶1、￥中的任一種；
[0017](g)TizZrzHfzNizAgzMz，其中，2 = 100/6，所述1為卩6、￥、厶1、他中的任一種；
[0018](h)TizZrzHfzFezNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 為 Cu、Ag 中的任一種；
[0019](i)TizZrzHfzCuzNizAlz，其中，z = 100/6。
[0020]以及，如上所述合金材料的制備方法，至少包括以下步驟:
[0021 ] (I)按照合金材料的配比，稱取各組分；
[0022](2)將步驟(I)獲得的各組分置于真空電弧環境中熔煉；
[0023](3)將步驟(2)獲得的合金熔融后噴射至輥壓設備中輥壓成條帶狀合金薄帶。
[0024]本發明上述實施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料，主要是利用常用見金屬元素鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)等常見輕金屬制成均由5種或者5種以上的元素組成高熵非晶合金條帶，降低了合金的成本，且每種高熵非晶合金條帶的各個組分的摩爾含量相同，極大的豐富了高熵非晶合金的報道，為高熵非晶合金的進一步研究與應用提供了理論性和實驗性的指導，為傳統工業的升級及高科技產業的發展提供更豐富的材料選擇空間。
[0025]本發明上述實施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料的制備方法，以真空電弧熔煉，實現了 5種或者5種以上的元素組成高熵非晶合金條帶的制備。制得的合金條帶表面平整光滑、無孔洞裂紋等缺陷，并且還具有良好的韌性;尤其是使用常見輕金屬和較為簡便的凝固條件制備高熵非晶合金更能符合現代技術的要求，適合推廣應用。
[0026]說明書附圖
[0027]圖1為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()體系中的成分分別為(a) Ti2oZr2oHf 2oCu2oMn2o N (b) Ti2oZr2oHf 2oCu2oAg2o n ( c ) Ti2oZr2oHf 20CU20V20、( d)Ti2oZr2QHf2()Cu2()Al2()高熵非晶合金的XRD圖譜；
[0028]圖2為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()體系中的成分為Ti2oZr2QHf2()Cu2()Si2()高熵非晶合金的XRD圖譜；
[0029]圖3為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()體系中的成分為Ti2OZr2QHf2QCu2QB2Q高熵非晶合金的XRD圖譜；
[0030]圖4為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Cu2()M2()體系中的成分Ti2oZr2QHf2()Cu2()Cr2()高熵非晶合金的XRD圖譜；
[0031]圖5為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Ni2()M2()體系中成分分別為(a)Ti2oZr2oHf2oNi2oCo2o、(b)Ti2oZr2oHf2oNi2oFe2o、(c)Ti2oZr2oHf2 0Ni20V20n (d)Ti2oZr2oHf2oNi2oNb2o、(e)Ti2oZr2oHf2oNi2oAg2o、(f)Ti2oZr2oHf2oNi2oTa2o、(g)Ti2OZr2QHf2QNi2QAl2Q高熵非晶合金的XRD圖譜。
[0032]圖6為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Ag2()M2()體系中成分分別為(a)Ti2oZr2oHf2oAg2oFe2o、(b)Ti2oZr2oHf2oAg2oV2on (c)Ti2oZr2oHf2oAg2oCr2o尚熵非晶合金的XRD圖譜；
[0033]圖7為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti2QZr2QHf2()Al2()M2()體系中成分分別為(a)Ti2oZr2oHf2oAl2oAg2o、(b)Ti2oZr2oHf2oAl2oV2o、(c)Ti2oZr2oHf2oAl2oFe2o尚銅非晶合金的XRD圖譜；
[0034]圖8為本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7M16.7體系成分分別為(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Fei6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Cri6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nbl6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Vl6.7、(e)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nil6.7、(f )Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7All6.7尚熵非晶合金的XRD圖譜;
[0035]圖9本發明TiZrHf系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Nb16.7M16.7體系成分分別為(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7All6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Fei6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Cm6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Nbl6.7Vl6.7尚熵非晶合金的XRD圖譜；
[0036]圖10 本發明 TiZrHf 系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7M16.7 體系中成分分別為(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Fei6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Vl6.7、(C)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7All6.7、(d)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7Nbl6.7尚熵非晶合金的XRD圖譜；
[0037]圖11本發明112洲€系高熵非晶合金材料中，1^16.72^71^16.7?616.7恥16.7]?16.7體系中成分分別為(a)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Fei6.7Nbl6.7Agl6.7、(b)Til6.7Zri6.7Hfl6.7Fei6.7Nbl6.7Cui6.7尚熵非晶合金的XRD圖譜；
[0038]圖12 本發明 TiZrHf 系高熵非晶合金材料中，Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ni16.7Al16.7 高熵非晶合金的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0040]本發明實施例提供一種TiZrHf系高熵非晶合金材料，所述合金材料至少由5種元素組成，其中，所述合金中各個元素的原子百分比相等;所述合金材料組為如下(a)?(i)中的任一種:
[0041 ] (a)Ti2oZr2oHf2oCu2oM2o；
[0042] (b)Ti2oZr2oHf2oNi2oM2o；
[0043](c)Ti2oZr2oHf2oAg2oM2o；
[0044](d)Ti2oZr2oHf2oAl2oM2o；
[0045](e)TizZrzHfzCuzAgzMz；
[0046](f)TizZrzHfzNizNbzMz；
[0047](g) TizZrzHfzNizAgzMz ；
[0048](h)TizZrzHfzFezNbzMz；
[0049](i)TizZrzHfzCuzNizAlz。
[0050]其中，在任一實施例中，(a)中的M為Al、Ag、V、Mn、B、S1、Cr中的任一種；(b)中的M為△ 1^8、￥小6、恥、了3、(:0中的任一種；((3)中的]\1為0、￥小6中的任一種；((1)中的]\1為?6、￥、厶8中的任一種；(e)中的2 = 100/6，]?為￥、恥小6、0、祖^1中的任一種；(0中的2 = 100/6，]\1為卩6、&1^1、￥中的任一種；(8)中的2 = 100/6，]\1為?6、￥^1、恥中的任一種；(11)中的2 = 100/6，]\1為Cu、Ag中的任一種;(i)中的Z = 100/6。
[0051]在一優選實施例中，(a)?(i)中的合金材料呈條帶狀。
[0052]在一優選實施例中，(a)?(i)中的合金材料的厚度為20?50μπι。
[0053]該實施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料，均由5種或者5種以上的元素組成高熵非晶合金條帶，主要以輕金屬為主，極大的降低了高熵非晶合金的成本，并且每種高熵非晶合金條帶的各個組分的摩爾含量相同，極大的豐富了高熵非晶合金的報道，為高熵非晶合金的進一步研究與應用提供了理論性和實驗性的指導。
[0054]相應地，本發明實施例在提供TiZrHf系高熵非晶合金材料的前提下，還進一步提供了該TiZrHf系高熵非晶合金材料的一種制備方法。
[0055]在一具體實施例中，該TiZrHf系高熵非晶合金材料的一種制備方法至少包括以下步驟:
[0056](I)按照合金材料的配比，稱取各組分；
[0057](2)將步驟(I)獲得的各組分置于真空電弧環境中熔煉；
[0058](3)將步驟(2)獲得的合金熔融后噴射至輥壓設備中輥壓成條帶狀合金薄帶。
[0059]其中，在優選的實施例中，步驟(I)稱取各組分時，有必要精確到0.lmg，且所使用的各元素的金屬原料純度在99.9%以上，確保各組分形成合金時各組分含量配比達到等摩爾，而且不能因為雜質量過多而出現晶界或錯位等缺陷。
[0060]在優選的實施例中，步驟(2)在真空電弧熔煉爐中進行熔煉。具體的熔煉過程是先用機械栗將爐體內的氣壓抽到5Pa以下，然后轉換成擴散栗對熔煉爐進行抽真空，采用高純度氬氣對爐體進行反復清洗，然后調節真空度為(2?6) X 10—3Pa，充入0.04?0.06MPa的氬氣作為保護氣體，在氬氣保護氣體的環境中開始熔煉。
[0061 ]在優選的實施例中，步驟(3)將步驟(2)熔煉獲得的均勻的合金錠剪碎成適合大小后，放入潔凈的耐高溫石英玻璃，然后將耐高溫石英玻璃固定于感應爐內，調節感應爐的真空度為(2?6) X 10—3Pa，充入不高于0.05MPa的氬氣作為保護氣體，熔融處理，并將熔融后的合金噴射至高速旋轉的銅輥表面，在銅輥表面進行快速冷卻輥壓，得到條帶狀高熵非晶合金薄帶。
[0062]進一步地，還包括采用X射線衍射儀檢測步驟(3)獲得的條帶的結構特征，以確保得到的條帶表面平整光滑無孔洞無裂紋等缺陷，如果有缺陷，回爐再造。
[0063]更進一步地，得到的條帶的厚度為20?50μηι。
[0064]更進一步地，銅棍轉動的線速度為20?50m/s，速度過小，棍壓時間長，條帶厚度達不到要求，而速度過快，容易產生缺陷。
[0065]本發明上述實施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料利用真空電弧熔煉技術制備了包含5種或5種以上合金元素組成的高熵條帶非晶，這些新成分的出現豐富了高熵非晶的報道，對高熵非晶合金材料今后的研究將具有理論跟實驗上的雙重意義。
[0066]為了更好的體現本發明實施例提供的TiZrHf系高熵非晶合金材料及其制備方法，下面通過多個實施例進一步說明。
[0067]實施例1
[0068](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0069](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti2QZr2QHf 2oCu2()M2()，(M=Al、Ag、V、Mn、B、S1、Cr)的高熵非晶合金薄帶；
[0070](3)用XRD來測試其組織結構。
[0071]圖1 中(a)、(b)、(c)、(d)為實施例1 中成分為Ti20Zr20Hf20Cu20Mn20、Ti2oZr2oHf2()Cu2()Ag2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()V2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()Al2()的高熵非晶合金，通過恪體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜。圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構；
[0072]圖2 和圖 3 分別為實施例1 中 Ti2QZr2QHf2()Cu2()Si2()、Ti2()Zr2()Hf2()Cu2()B2()的高熵非晶合金通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構；
[0073]圖4是實施例1中Ti2QZr2QHf2QCu2QCr2()的高熵非晶合金;通過熔體旋淬方法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中存在著饅頭狀的漫散射峰，同時也存在與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有并不完全的非晶態結構。
[0074]實施例2
[0075](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0076](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti2QZr2QHf2()Ni2()M2()，(M = Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co)的高熵非晶合金薄帶；
[0077](3)用XRD來測試其組織結構。
[0078]圖5中(a)、(b)、(d)、(e)、(g)為實施例2中成分為Ti2oZr2oHf2oNi2oCo20、Ti20Zr20Hf20Ni20Fe20NTi20Zr20Hf20Ni20Nb20NTi20Zr20Hf20Ni20Ag20NTi20Zr20Hf20Ni20Al20l3/tl 尚?非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0079]圖5中(C)、⑴為施例2中成分為Ti2oZr2oHf2oNi2oV2o、Ti2oZr2oHf2oNi2oTa2。的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中存在著饅頭狀的漫散射峰，同時也存在少量與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有并不完全的非晶態結構。
[0080]實施例3
[0081](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0082](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti2QZr2QHf2()Ag2()M2()，(M = Fe、V、Cr)的高熵非晶合金薄帶；
[0083](3)用XRD來測試其組織結構。
[0084]圖6中(a)、(b)、(c)為實施例3中成分為Ti2QZr2QHf2()Ag2()Fe2()、Ti2()Zr2()Hf2()Ag2()V20、Ti2QZr2OHf 2QAg2QCr2()的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0085]實施例4
[0086](I)首先按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0087](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti2QZr2QHf2()Al2()M2()，(M = Fe、V、Ag)的高熵非晶合金薄帶；
[0088](3)用XRD來測試其組織結構。
[0089]圖7中(a)、(b)、(c)為實施例4中成分為Ti20Zr20Hf20Al20Fe20、Ti20Zr20Hf20Al20V20、Ti2QZr2QHf 2QAl2QAg2()的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0090]實施例5
[0091](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0092](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅棍上面，冷卻得到所述成分為1'；[16.721'16.71^16.7(^116.74816.7116.7，(1 = ￥、Nb、Fe、Cr、N1、Al)的高熵非晶合金薄帶；
[0093](3)用XRD來測試其組織結構。
[0094]圖8中(13)、(。)、((1)、(6)為實施例5中成分為1'；[16.721'16.7]^16.701116.7厶區16.7016.7、Til6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Nbl6.7NTil6.7Zri6.7Hfl6.7Cui6.7Agl6.7Vl6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7Ni16.7的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0095]圖8中(a)、(f)為實施例5中成分為Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Cui6.7Agi6.7Fei6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ag16.7Al16.7的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中存在著饅頭狀的漫散射峰，同時也存在少量與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有并不完全的非晶態結構。
[0096]實施例6
[0097](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0098](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅棍上面’冷卻得到所述成分為打^^咖^出^^附^^他^^^山⑶=Al、Fe、Cu、V)的高熵非晶合金薄帶；
[0099](3)用XRD來測試其組織結構。
[0100]圖9中(a)、(b)、(C)、(d)為實施例5 中成分為Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Ali6.7、Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Fei6.7NTii6.7Zri6.7Hfi6.7Nii6.7Nbi6.7Cui6.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Nb16.7V16.7的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0101]實施例7
[0102](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0103](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7M16.7，(M =Al、Fe、Nb、V)的高熵非晶合金薄帶；
[0104](3)用XRD來測試其組織結構。
[0105]圖10 中(a)、(b)、(C)、((1)為實施例7中成分為1'；[16.721'16.7]^16.7附16.7厶816.7卩616.7、Til6.7zrl6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7vl6.7NTil6.7zrl6.7Hfl6.7Nil6.7Agl6.7A116.7NTi16.7Zr16.7Hf16.7Ni16.7Ag16.7Nb16.7的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中存在著饅頭狀的漫散射峰，同時也存在少量與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有并不完全的非晶態結構。
[0106]實施例8
[0107](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0108](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Tii6.7Zr16.7Hf16.7Fe16.7Nb16.7M16.7，(M =Cu、Ag)的高熵非晶合金薄帶；
[0109](3)用XRD來測試其組織結構。
[0110]圖11 中(a)、(b)為實施例 8 中成分為 Tii6.7Zri6.7Hfi6.7Fei6.7Nbi6.7Agi6.7、Ti16.7Zr16.7Hf16.7Fe16.7Nb16.7Cu16.7的高熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中僅有饅頭狀的漫散射峰，沒有與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有完全的非晶結構。
[0111]實施例9
[0112](I)按照化學成分配比進行配料，然后在真空電弧熔煉爐中的氬氣保護條件下反復熔煉使其混合均勻，制成母合金；
[0113](2)在抽取真空后氬氣保護條件下，將母合金在快速激冷裝置中使其融化，融化后噴射到高速旋轉的銅輥上面，冷卻得到所述成分為Ti16.7Zr16.7Hf16.7Cu16.7Ni16.7Al16.7的高熵非晶合金薄帶；
[0114](3)用XRD來測試其組織結構。
[01 15] 圖12中為實施例9中成分為1'；[16.721'16.7]^16.7(^116.7附16.74116.7的尚熵非晶合金，通過熔體旋淬法獲得的條帶狀X射線衍射圖譜，圖譜中存在著饅頭狀的漫散射峰，同時也存在少量與晶體材料對應的尖銳的衍射峰，表明該高熵非晶合金條帶具有并不完全的非晶態結構。
[0116]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種TiZrHf系高熵非晶合金材料，其特征在于:所述合金材料至少由5種元素組成；其中，所述合金中各個元素的原子百分比相等;所述合金材料組成為如下(a)?(i)中的任一種: (a)T i 2oZr 2oHf2oCu2oM2。，其中，所述M 為 A1、Ag、V、Mn、B、S 1、Cr 中的任一種; (b)T I20Zr20Hf2ONi2OM2O，其中，所述M為 Al、Ag、V、Fe、Nb、Ta、Co 中的任一種； (c)TI20Zr20Hf2OAg2OM2O，其中，所述 M 為 Cr、V、Fe 中的任一種； (d)Ti2QZr2QHf 2qAI2qM2q，其中，所述M為Fe、V、Ag 中的任一種； (e)T izZrzHfzCuzAgzMz，其中，z = 100/6，所述M 為 V、Nb、Fe、Cr、N1、Al 中的任一種; (DTizZrzHfzNizNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 為 Fe、Cu、Al、V中的任一種； (g)TizZrzHfzNizAgzMz，其中，z= 100/6，所述 M 為 Fe、V、A1、Nb 中的任一種； (h)TizZrzHfzFezNbzMz，其中，z = 100/6，所述 M 為 Cu、Ag 中的任一種； (i)TizZrzHfzCuzNizAlz，其中，z= 100/6。2.如權利要求1所述的合金材料，其特征在于:所述合金材料呈條帶狀。3.如權利要求1所述的合金材料，其特征在于:所述合金材料的厚度為20?50μηι。4.如權利要求1?3任一所述的合金材料的制備方法，至少包括以下步驟: (1)按照合金材料的配比，稱取各組分； (2)將步驟(I)獲得的各組分置于真空電弧環境中熔煉； (3)將步驟(2)獲得的合金熔融后噴射至輥壓設備中輥壓成條帶狀合金薄帶。5.如權利要求4所述的合金材料的制備方法，其特征在于:所述熔煉過程中充入0.04?0.06MPa的氬氣作為保護氣氛。6.如權利要求4所述的合金材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中熔融是將合金置于耐高溫的石英玻璃管中在氬氣氣氛中熔融。7.如權利要求6所述的合金材料的制備方法，其特征在于:所述氬氣氣氛的壓強不大于0.05MPa。8.如權利要求4所述的合金材料的制備方法，其特征在于:所述輥壓的線速度為20?50m/so9.如權利要求4所述的合金材料的制備方法，其特征在于:所述輥壓設備為銅輥。
【文檔編號】C22C45/00GK106086712SQ201610378658
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】曾燮榕, 胡強, 李 瑞
【申請人】深圳大學