[发明专利]一种不同形貌非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种不同形貌非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体的制备方法，属于高熵合金粉体材料领域。所用方法为液相还原法，采用二氧化硫脲为还原剂，水或水与乙醇、乙二醇、乙腈、丙酮、正丁醇等有机溶剂的混合溶液为溶剂、在碱性条件和(或)添加适量表面活性剂的条件下，还原金属离子制备出纳米或微米级、不同形貌的非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体。该制备方法成本低廉、反应条件温和、操作简便、生产周期短且对环境无污染，绿色环保，适合大规模工业生产。

技术领域

本发明属于高熵合金粉体材料领域，具体涉及一种利用液相化学还原法制备纳米/微米级、不同形貌的非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体的方法。

背景技术

高熵合金(High Entropy Alloys,HEAs)突破了传统的以一种或两种金属元素为主要成分的合金设计理念，是一种具有4种及以上主元且每种主元原子分数不超过35％的合金。该设计理念使高熵合金具有高强度、高硬度、高耐蚀性、高耐热性、特殊的电、磁学性质等特性。现有关于高熵合金的研究主要集中于采用电弧熔炼技术制备铸态合金，对合金的化学组成、组织结构和性能等进行研究。该技术一方面能耗大；另一方面通常需要较高的凝固速度，难以制得大块的块体材料。因此，该方法限制了块体高熵合金在实际生产中的应用。

总所周知，薄膜材料可以用作基体的保护和性能增强的涂层，因此研究高熵合金涂层材料势在必行，同时高熵合金涂层材料制备的研究可以大大拓宽高熵合金的应用领域。目前许多研究者采用热喷涂、激光熔覆、磁控溅射等方法制备了Al_xCoCrCuFeNi、Al_xCoCrFeNi、Al₂CoCrFeNiSi、AlCoCrFe₆NiTiSi等系列的高熵合金薄膜。但是目前制备高熵合金涂层所采用的粉体大部分仍然是预混合粉体，由于不同种类的金属元素之间及其与基体之间密度、熔点、比热和膨胀系数等热物理性能存在差异，直接将其应用于激光熔复、热喷涂等表面技术难以得到成分均匀的涂层，涂层的成型质量和表面连续性无法满足生产使用要求。

目前已有研究采用物理方法如机械球磨法、气雾化法和自耗式电极法等制备高熵合金粉体彩料。如沈阳工业大学申请的一系列专利CN104646660A、CN104651828A、CN104561990A、CN104550901A、CN104607631A和CN104561992A所涉及到的高熵合金粉体，都是采用球磨法或或研钵研磨法制备的。中国专利CN104561878A利用自耗式电极制备高熵合金粉体的方法。中国专利CN105950947A利用中频感应熔炼气雾化一步法制备了用于3D打印的Fe_xAlCoCrNiB_0.3富铁高熵合金粉体材料。中国专利CN106191621A和CN106119663A分别公开了利用气雾化法制备水泥回转窑托轮和水泥回转窑上过渡带内表面喷涂用耐腐蚀高熵合金粉体材料。上述物理方法一方面能耗比较高；另一方面制备的高熵合金粉体粒度较大。

本发明在高熵合金常规设计的基础上，利用液相化学还原法制备粒度可控和形貌可控的非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体，但是目前关于这方面的研究还有待进一步加强。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种成本低廉、操作简单容易、在有机溶液体系和常温常压下批量化生产纳米或微米级、不同形貌的非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体的制备方法。

为了解决以上问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种纳米或微米级、不同形貌的非晶态CoCrCuFeNi高熵合金粉体的制备方法，依次按如下步骤进行：