一种非真空条件下制备块体非晶的方法及设备

摘要

本发明提供一种在非真空条件下制备块体非晶的方法及设备。其设备特征为：该设备由上炉室(10)和下炉室(3)组成，上炉室为管式电阻炉，发热元件(8)为硅碳管，最高加热温度为1500℃，炉管(9)为刚玉材料，坩埚(16)置于炉管恒温区内，坩埚由高纯石墨材料制造，坩埚外径尺寸为20-40mm，高度为300-500mm，坩埚下部设计有直径为5-10mm的圆孔，熔炼合金时用石墨塞(14)将该圆孔堵住，石墨套筒(16)贯穿于上下炉室，当吸铸时，启动升降装置(2)，水冷铜模上升并连接到石墨套筒(17)上，并与石墨套筒一起上升顶开石墨塞(14)，同时启动容量泵，完成吸铸工作，将非晶母合金吸入到铜模内，利用铜模的强导热能力快速冷却制备出块体非晶合金。本发明的优点在于将熔渣冶炼技术与铜模吸铸法集成，从而实现在非真空条件下块体非晶合金的制备。

主权项

1、一种非真空条件下制备块体非晶的方法，其特征在于工艺步骤如下：步骤a：选取Zr、Cu、Al、Ni、Ti、Be、Nb、Co、La、Y中的2～7种元素按照如下原子百分比设计母合金，Zr＝30-70％、Cu＝5-50％、Al＝5-20％、Ni＝5-20％、Ti＝2-15％、Be＝5-25％、Nb＝2-15％、Co＝1-25％、La＝0-4％、Y＝0-5％，在电弧炉上配制母合金，每炉料均重复熔炼3-5次，以确保成分均匀；步骤b：选取氟化物LiF、KF、NaF、CaF2、MgF2中的2-5种按如下质量百分比配制成覆盖渣，LiF：0-20％、KF：0-20％、NaF：30-70％、CaF2：30-70％、MgF2：0-30％，其熔点低于合金熔点50-150℃，粘度低于合金熔体2-3个数量级；步骤c：在石墨坩埚底部中央开有直径为5-10mm的圆孔，采用石墨塞(14)将该圆孔堵住，将覆盖渣放入石墨坩埚(16)，置于上炉室的恒温带内，打开电源开始升温，并通入纯度为99.8％的高纯氩气进行保护，炉温设定为所制备合金的熔点以上100-200℃，待覆盖渣熔化后用坩埚钳将母合金放入石墨坩埚(16)中，从而保证母合金始终在液态覆盖渣(12)保护之下；步骤d：采用热电偶(11)进行测温及控温；待合金熔体温度升至上述设定炉温并保温15-30分钟后，启动升降装置(2)，通过连接机构(18)使得水冷铜模(4)与高纯石墨套筒(17)底端连接并上升，石墨套筒(17)顶部顶开石墨塞(14)并进入石墨坩埚(16)内部3-10mm，石墨套筒(17)顶部进入高纯石墨坩埚(16)的同时启动容量泵(21)，使得合金液(13)在负压的作用下快速充型进入水冷铜模(4)，降下铜模并取出试样，得到块体非晶。