含有錳的塊狀鎳-磷-硼玻璃制造技術

本發明專利技術涉及一種含有錳的塊狀鎳-磷-硼玻璃，具體地，本發明專利技術涉及一種含有錳且可選地包含Cr和Mo的塊狀鎳-磷-硼合金，其能夠形成金屬玻璃，更具體地，本發明專利技術涉及一種具有至少1mm且如5mm那樣大直徑的金屬玻璃棒。本發明專利技術還涉及能夠顯示良好的形成玻璃的能力、強度、韌性、彎曲延展性和耐腐蝕性的組合的Ni-Mn-Cr-Mo-P-B合金。

【技術實現步驟摘要】
含有錳的塊狀鎳-磷-硼玻璃相關申請的交叉引用本申請要求美國臨時專利申請No.61/769,707的權益，該申請題為“BulkNickel-Phosphorus-BoronGlassesBearingChromiumandMagnesium”，提交于2013年2月26日，通過引用將其以全文并入本文。
本公開內容涉及含有Mn和任選Cr和/或Mo的Ni-P-B合金,其能夠形成金屬玻璃，且在一些情形中形成具有至少1mm，和如5mm或更大的那樣大直徑的塊狀金屬玻璃棒。
技術介紹
題為“LowMagnetostrictionAmorphousMetalAlloy”的O’Handley的歐洲專利申請EP0161393(1981)公開了特別含有Mn、Cr、P、B的Ni－Co基合金，其能夠形成部分非晶態的超薄磁性物體。其中公開的合金包括Mn和Cr，且必須還包括Co，因為O’Handley的合金設計成生產磁性材料，且Co是包括在O’Handley的合金中的唯一能夠使部分非晶態的材料具有磁性的元素。O’Handley的磁性材料僅以超薄帶、小板、線等形式形成，且需要超高的冷卻速率（約105K/s）以部分形成非晶相。在下述申請公開了能夠形成具有3mm或更大直徑的塊狀金屬玻璃棒的形成塊狀玻璃的Ni-Cr-Nb-P-B玻璃,即2012年8月22日提交的、名稱為“BulkNickel-BasedChromiumandPhosphorousBearingMetallisGlasses”的美國專利申請13/592,095;以及2012年10月30日提交的、名稱為“BulkNickel-BasedChromiumandPhosphorousBearingMetallicGlasseswithHighToughness”的美國專利申請61/720,015,在此通過引用將其全部公開內容并入本文。在這些申請中,具有5-9原子%的Cr含量、3-4原子%的Nb含量、約3原子%的B含量、約16.5原子%的P含量的Ni基組合物能夠形成具有如11mm或更大的那樣大直徑的塊狀金屬玻璃棒。在這些在先申請中還公開了Mn能夠部分地替代Ni和/或Cr,而不顯著影響形成玻璃的能力。在另一個最近的申請,即2012年11月15日提交的、名稱為“BulkNickel-Phosphorus-BoronGlassesBearingChromiumandTantalum”的美國專利申請61/726,740中公開了形成塊狀玻璃的Ni-Cr-Ta-P-B玻璃,該Ni-Cr-Ta-P-B玻璃能夠形成具有3mm或更大直徑的塊狀金屬玻璃棒，在此通過引用將其全部公開內容并入。在該在先申請中,具有6-10原子%的Cr含量、2.5-3原子%的Ta含量、約3原子%的B含量、約16.5原子%的P含量的Ni基組合物能夠形成具有如7mm或更大的那樣大直徑的塊狀金屬玻璃棒。在該在先申請中,還公開了至多2原子％Mn能夠包括在組合物中，作為Ni或Cr的替代,而不顯著影響形成玻璃的能力。在另一申請，2013年10月8日提交的題為“BulkNickel-Phosphorus-BoronGlassesbearingMolybdenumandNiobium”的美國專利申請No.61/847,955中，公開了形成玻璃的Ni-Mo-Nb-P-B合金，通過引用以其全文并入本文。這些合金包含1-5原子％Mo、3-5原子％Nb、16-17原子％P、2.75-3.75原子％B。在該在先申請中，公開了添加至多2原子％Mn可改善這些合金的形成玻璃的能力。在這些在先公開中,Ni-Cr-Nb-P-B和Ni-Cr-Ta-P-B形成塊狀玻璃的組合物顯示了良好的形成玻璃的能力（GFA）、高強度和硬度、充分高的韌性和耐腐蝕性。這些品質,結合低成本和充裕的元素Ni、Cr、P和B,指出了廣泛的工程應用的潛力。然而,元素Nb和Ta相對較昂貴。此外Nb和Ta不是廣泛地充裕,使得它們的供給受到限制,并且對于超高體積的制造可能不足夠安全。本公開提供了用更廣泛充裕且較不昂貴的元素替代Nb或Ta的形成金屬玻璃的合金，而不顯著劣化由含Nb和Ta的合金顯示的形成塊狀玻璃的能力和機械以及化學性能。
技術實現思路
本公開針對于含有Mn和任選Cr和Mo的Ni-P-B合金,其能夠形成金屬玻璃，且在一些情形中形成具有至少1mm，和/或如5mm或更大的那樣大直徑的金屬玻璃棒。本公開還針對于由該合金形成的金屬玻璃。在一方面，本公開涉及一種合金或金屬玻璃,其由下式(下標表示原子百分比)表示:Ni(100-a-b-c)MnaXbPc－dBd(1)其中,a為0.5-10b為至多15c至多為14-24d為1-8其中X可為Cr和/或Mo。在各個方面，該合金的極限棒直徑為至少1mm。在另一個實施方案中，b為至少1，該合金還包含Nb和/或Ta，其組合原子濃度小于1%。在另一個實施方案中，X為Cr，且b為至少3，或X為Mo，且b為至少1,且Nb和Ta的組合原子濃度小于1%。在另一個實施方案中，b＝0,且該合金還包含Nb和/或Ta，其組合原子濃度小于0.5%。在另一個實施方案中，至多1原子％的P被Si替代。在另一個實施方案中，至多50原子％的Ni被Co替代。在另一個實施方案中，至多30原子%的Ni被Fe替代。在另一個實施方案中，至多10原子%的Ni被Cu替代。在另一個實施方案中，該合金包含Ge、V、Sn、W、Ru、Re、Pd、Pt或其組合，其組合原子濃度為至多2原子％。在另一個實施方案中，b＝0,a為至少2且至多9.5,c為16.5-21.5,d為1-6.5。在另一個實施方案中，b＝0,a為3-8,且其中極限棒直徑為至少2mm。在另一個實施方案中，b＝0,a為6-7.5,且其中極限棒直徑為至少3mm。在另一個實施方案中，b＝0,c為17.25-20.75,且極限棒直徑為至少2mm。在另一個實施方案中，b＝0,c為18.5-20.25,且極限棒直徑為至少3mm。在另一個實施方案中，b＝0,c為18.75-19.75,且極限棒直徑為至少4mm。在又另一個實施方案中，b＝0,d為1.75-5.75,且極限棒直徑為至少2mm。在另一個實施方案中，b＝0,d為2.5-3.75,且極限棒直徑為至少3mm。本公開內容還涉及選自如下的金屬玻璃或合金：Ni78.5Mn2P16.5B3,Ni78Mn2.5P16.5B3,Ni77Mn3.5P16.5B3,Ni75.5Mn5P16.5B3,Ni74.5Mn6P16.5B3,Ni74Mn6.5P16.5B3,Ni73.5Mn7P16.5B3,Ni73Mn7.5P16.5B3,Ni72.5Mn8P16.5B3,Ni71.5Mn9P16.5B3,Ni73.5Mn7P18B1.5,Ni73.5Mn7P17.5B2,Ni73.5Mn7P17B2.5,Ni73.5Mn7P16B3.5,Ni73.5Mn7P15.5B4,Ni73.5Mn7P15B4.5,Ni73.5Mn7P14.5B5,Ni73.5Mn7P14B5.5,Ni73.5Mn7P13.5B6,Ni75.78Mn7.22P14.38B2.62,Ni75.33Mn7.17P14.81B2.69,Ni74.87Mn本文檔來自技高網...

【技術保護點】
由下式（下標表示原子%）表示的合金：Ni（100?a?b?c）MnaXbPc?dBd???（1）其中：a為0.5?10，b為至多15，c為14?24，d為1?8，且其中X可為Cr和/或Mo，且該合金能夠形成金屬玻璃。

【技術特征摘要】
2013.02.26 US 61/769,7071.由下式表示的合金：Ni(100-a-b-c)MnaXbPc-dBd(1)其中：a為0.5-10，b為至多15，c為14-24，d為1-8，且其中X為Cr和/或Mo，且上式中下標表示原子％，該合金能夠形成金屬玻璃，其中該合金具有至少1mm的極限棒直徑。2.根據權利要求1的合金，其中b為至少1，且其中該合金還包含Nb或Ta的至少一種，其組合原子濃度小于1％。3.根據權利要求1的合金，其中b為0，且其中該合金還包含Nb或Ta的至少一種，其組合原子濃度小于0.5％。4.根據權利要求1的合金，其中用Si替換至多1原子％的P。5.根據權利要求1的合金，其中根據至少以下之一而替換Ni：用Co替換至多50原子％的Ni，用Fe替換至多30原子％的Ni，或用Cu替換至多10原子％的Ni。6.根據權利要求1的合金，其中b＝0，a為至少2且至多9.5，c為16.5-21.5，且d為1-6.5。7.根據權利要求6的合金，其中a為3-8，且極限棒直徑為至少2mm。8.根據權利要求6的合金，其中a為6-7.5，且極限棒直徑為至少3mm。9.根據權利要求6的合金，其中c為17.25-20.75，且極限棒直徑...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·H·那，M·佛羅伊德，M·D·德梅特里歐，W·L·約翰遜，G·加勒特，M·勞恩尼，D·達金斯，
申請(專利權)人：格拉斯金屬技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US