本发明专利技术公开了一种U-Pd-Ni-Si非晶合金及其制备方法，目的在于解决现有公开的铀基非晶合金基本为二元合金、非晶形成能力普遍较差的问题，且目前公开的文献中主要报道是这些非晶合金的磁学、光学、超导性能，未见耐蚀性能方面的研究报道，该合金包括U、Pd、Ni、Si。本发明专利技术的非晶合金是一种新型的U基非晶合金，其能够提升U基合金的非晶形成能力，所制备的非晶合金具有强非晶形成能力。同时，试验结果表明：该合金显示出高腐蚀电位、大极化电阻和低腐蚀电流密度特性，具备优越的耐腐蚀能力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，目的在于解决现有公开的铀基非晶合金基本为二元合金、非晶形成能力普遍较差的问题，且目前公开的文献中主要报道是这些非晶合金的磁学、光学、超导性能，未见耐蚀性能方面的研究报道，该合金包括U、Pd、Ni、Si。本专利技术的非晶合金是一种新型的U基非晶合金，其能够提升U基合金的非晶形成能力，所制备的非晶合金具有强非晶形成能力。同时，试验结果表明：该合金显示出高腐蚀电位、大极化电阻和低腐蚀电流密度特性，具备优越的耐腐蚀能力。【专利说明】—种U-Pd-N1-Si非晶合金及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，尤其是一种非晶合金，具体为一种U-Pd-N1-Si非晶合金及其制备方法。
技术介绍
铀，其化学元素符号为U，是一种重要的核能材料，在核电站及其他核能项目中，具有重要应用。铀具有强化学活性的特点，其易于与氧气或水发生化学反应，在大气环境下易被腐蚀，这一特点使其应用受到较大程度的限制。为了提升铀的耐腐蚀能力，目前通常采用的方法有以下几种:第一种是在铀表面涂镀防护层，使金属铀与外界环境之间形成物理隔离，从而起到防腐蚀作用；第二种是通过向铀中添加耐蚀性元素，进行合金化处理，在保持晶态结构的前提下，提高铀材料的耐蚀性；第三种是对铀进行非晶化处理，利用非晶结构自身所具有的成分均匀、不含第二相与沉淀相等特征，达到防腐蚀的效果。在实际的工程应用中，通过采用前两种方法抑制铀材料的腐蚀。然而，第一种表面防护方法存在工艺复杂、成本高的问题，且很难保证防护层的均匀性，铀材仍然会受到局部腐蚀的困扰；采用第二种合金化方式处理铀时，为了保证铀的核性能，耐蚀性元素的量不能添加过多，因而限制了所得产品耐腐蚀性能的提高。因此，专利技术人尝试对铀材料进行非晶化处理。最早在20世纪60年代就有关于铀基非晶的报道，当时是辐照方法获得，且数量很少。1982年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Elliott与美国东北大学的Giessen在期刊((Acta MetalIurgiCa》第 30 卷合作公布了 U-M (M=Fe、Mn、Co、N1、Cr、V、S1、Os、Ir、Pd)系列非晶合金，其中有些也出现在他们二人1978年参加在英国布赖顿召开的“Proceedingsof the 3rd international Conference on Rapid Quenching” 会议的报告中。1985 年爱荷华州立大学的Drehman与Po on在期刊《Journal of Non-Crystalline Solids》第76卷中，又较系统地报道了 U-Fe、U-Ni和U-Co体系的非晶形成。1996年Gambino等申请了一份关于U基非晶及其应用的专利，编号为US5534360。在该专利中，他们公布了另一系列的U-L (L=N, P，As, Sb，Bi, S，Se, Te, Po)非晶，它们具有特殊的磁性能，有望用在信息存贮介质、光调节器、光学绝缘件上。至今，已公开报道的铀基非晶合金基本都是二元合金，而且热力学分析表明:它们仅有晶化温度Tx特征，最高Tx可达790K，其中U-Pd与U-Ni非晶合金的Tx值分别为635K与599K ;但它们都没有玻璃化转变温度Tg特征，这反映出它们的非晶形成能力普遍较差。此外，现有文献主要报道的是这些非晶合金的磁学、光学、超导性能，耐蚀性能方面的报道未曾出现。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对现有公开的铀基非晶合金基本为二元合金，非晶形成能力普遍较差的问题，且目前公开的文献中主要报道是这些非晶合金的磁学、光学、超导性能，未见耐蚀性能方面研究的报道，提供一种U-Pd-N1-Si非晶合金及其制备方法。本专利技术的非晶合金是一种新型的U基非晶合金，其能够提升U基合金的非晶形成能力，所制备的非晶合金具有强非晶形成能力。同时，试验结果表明:该合金显示出高腐蚀电位、大极化电阻和低腐蚀电流密度特性，具备优越的耐腐蚀能力。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种U-Pd-N1-Si非晶合金，包括U、Pd、N1、Si，该合金的原子百分比成分范围为U(9Q_y)teTO/sPdd-a) (90-y) (1+x)/3Nia(90_y) (1+x)/3Si10+y，X--0.5 0.5, y-_2 2，a〉0，Sa〈 1，并且(90-y)(2-x)/3+(l-a) (90-y) (l+x)/3+a (90-y) (1+x)/3+(1(l+y) =100。x=0~0.3, y=-0.5~0.5, a=0.3~0.5。该合金的典型原子百分比为U60Pd15Ni15Si10或U60Pd20Ni10Si100前述U-Pd-N1-Si非晶合金的制备方法，包括如下步骤: (一)熔炼:按配比称取原料，将原料进行熔炼，熔炼结束后，冷却至室温，得初坯，将初坯翻转，再按前述步骤重复熔炼2-5次，得合金锭； (二)合金薄带制备:将合金锭放入感应加热甩带炉的石英管中，将石英管抽真空后，再冲入惰性气体进行保护,再用电磁感应加热,使合金锭熔化,得合金熔体,将合金熔体吹到旋转的水冷甩带铜轮上，得合金薄带，即产品。所述步骤一中，按配比称取原料，将原料放入非自耗电弧熔的无氧铜坩埚内，所述无氧铜坩埚由压力0.2^0.4MPa、流速100-150ml/s的水冷却，再将非自耗电弧熔的熔炼室抽真空，然后再向熔炼室内冲入0.6-1.0个大气压的惰性气体进行保护，然后向非自耗电弧熔的非自耗钨电极通电进行`熔炼，熔炼电流300-400Α，熔炼时间f 2min，熔炼结束后，等待3~10min后，冷却至室温，得初坯，将初坯翻转，再重复前述步骤2_5次，得合金锭。所述步骤二中，将合金锭放入感应加热甩带炉的石英管中，将石英管抽真空至5.0X 10^9.0 X 10_3Pa后，再冲入0.6-1.0个大气压的惰性气体进行保护，再用电磁感应加热，使合金锭熔化，得合金熔体，将合金熔体吹到旋转的水冷甩带铜轮上，得合金薄带，即产品，其中，所述甩带铜轮用压力0.2^0.4MPa、流速13(Tl70ml/s的水冷却。所述惰性气体为氩气。 申请人:发现，在图1的U-Ni相图中，U67Ni33 (原子百分比)是一个深共晶点成分；在图2的U-Pd相图中，同样在U67Pd33附近存在一个深共晶点；在图3的U-Si相图中，在U9tlSiltl附近存在一个深共晶点。因此， 申请人:首先将Pd与Ni看做一种组元，设计出U2/3(Pd，Ni) 1/3成分式(与U67 (Pd，Ni) 33本质相同)，其中Pd与Ni可以相互替代；然后将该式与Si进行组合，设计出 90Si10 成分式，并最终得到{U(2_x)/3 (1+x)/3} 90-ySi10+y 成分式(也可与为 U(go_y) (2-x)/3Pd(卜a) (90-y) (l+x)/3Nia(90-y) (1+x)/3^110+y ) ? 即本专利技术的产品，其中，x=-0.5^0.5，y=_2~2，a > O，且 a < I。本专利技术选用PcUNi作为主要增强耐蚀性的合金组元，选用Si作为改善非晶形成能力的合金组元，最终得到本专利技术的非晶合金。本专利技术获得了 U-Pd-N1-Si四元非晶合金，该合金具有明显的玻璃化转变温度，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种U?Pd?Ni?Si非晶合金，包括U、Pd、Ni、Si，其特征在于，该合金的原子百分比成分范围为U(90?y)(2?x)/3Pd(1?a)(90?y)(1+x)/3Nia(90?y)(1+x)/3Si10+y，x=?0.5~0.5,?y=?2~2，a＞0，且a＜1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄火根，刘天伟，王英敏，董闯，巫祥超，陈亮，
申请(专利权)人：四川材料与工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。