[发明专利]一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法

权利要求书

1.一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法，其特征在于，所述合金的熔炼包括以下步骤：

步骤1：设计成分的原子百分比为Ti₂₀Zr₂₀Hf₂₀Nb₂₀Mo₂₀，将确定后原料的原子百分比换算成质量百分比；

步骤2：将Ti, Zr, Hf , Nb和Mo分别使用砂轮去除其表面的氧化皮，将去除氧化皮的原料，剪成不超过10 mm的小块后用天平称量配比；

步骤3：将Ti和Mo一组，Zr, Hf和Nb一组分别加入真空非自耗真空电弧炉中，并斜靠在水冷铜坩埚壁上，与水平面呈30°的夹角，打开电弧，先用180 A的电流将上层原料烧10 s，之后在20 s内将电流加到400 A，在此电流下保持10 s，反复熔炼4次得到两个预合金锭；再将两个预合金锭一起熔化形成完整的母合金锭；

步骤4：采用铜模吸铸，将步骤3得到的母合金进行铸棒，吸铸过程中先在180 A的电流下烧10 s，使合金锭彻底通红后，一次性将电流加大到400 A，将合金吸进入水冷铜模中，获得高熵合金棒，所制备的合金相结构为单相BCC固溶体，其储氢容量达到3 mass%以上。

2.一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法，其特征在于，所述合金的熔炼包括以下步骤：

步骤1：设计成分的原子百分比为Ti₂₀Zr₂₀Hf₂₀Nb₂₀Cr₂₀，将确定后原料的原子百分比换算成质量百分比；

步骤2：将Ti, Zr, Hf , Nb和Cr分别去除其表面的氧化皮，将去除氧化皮的原料，剪成不超过10 mm小块后用天平称量配比；

步骤3：分别将原料加入真空非自耗真空电弧炉中，把Cr放在所有原料的中间，打开电弧，先用120 A的电流将上层原料烧10 s，之后在20 s内将电流加到330 A，在此电流下保持10 s，使上、下层元素熔融在一起形成合金锭；分4次将合金锭斜靠在水冷铜坩埚壁上，并与水平面呈40°的夹角，反复熔炼4次及以上，得到化学成分均匀的母合金；

步骤4：采用铜模吸铸，将步骤3得到的母合金进行铸棒，吸铸过程中先在120 A的电流下烧10 s使合金锭彻底通红后，一次性将电流加大到400 A，将合金吸进入水冷铜模中，获得高熵合金棒，所制备的合金相结构为单相BCC固溶体加少量的金属间化合物，其储氢容量达到3 mass%以上。

3.一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法，其特征在于，所述合金的熔炼包括以下步骤：

步骤1：设计成分的原子百分比为Ti_14.2Zr_14.3Hf_14.3Nb_14.3Fe_14.3Co_14.3Ni_14.3，将确定后原料的原子百分比换算成质量百分比；

步骤2：将Ti, Zr, Hf , Nb, Fe, Co和Ni分别使用砂轮去除其表面的氧化皮，将去除氧化皮的原料，剪成不超过10 mm的小块后用天平称量配比；

步骤3：将Ti, Zr, Fe和Co一组， Hf, Nb和Ni一组分别加入真空非自耗真空电弧炉中，并斜靠在水冷铜坩埚壁上，与水平面呈30°的夹角，打开电弧，先用130 A的电流将上层原料烧10 s，之后在20 s内将电流加到340 A，在此电流下保持10 s，反复熔炼4次得到两个预合金锭；再将两个预合金锭一起熔化形成完整的母合金锭；

步骤4：采用铜模吸铸，将步骤3得到的母合金进行铸棒，吸铸过程中先在130 A的电流下烧10 s使合金锭彻底通红后，一次性将电流加大到340 A，将合金吸进入水冷铜模中，获得高熵合金棒；制得合金相结构为单相BCC固溶体加少量的金属间化合物，其储氢容量达到3 mass%以上。