[发明专利]一种高熵合金复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高熵合金复合材料的制备方法，所述高熵合金复合材料是通过超重力燃烧合成的方法制备得到。该方法制备得到的高熵合金复合材料具有致密度高、硬度高的特点，且该制备方法简单、制备周期短、成本低。

技术领域

本发明涉及燃烧合成技术领域。更具体地，涉及一种高熵合金复合材料的制备方法。

背景技术

高熵合金往往具有特殊的多组元固溶体结构，其中，CoCrFeNiAl_x(0≤x≤0.5)系高熵合金通常会形成以面心立方结构(FCC)多组元无序固溶体为主的微观结构，故具有延展性高、高温稳定性好、加工硬化率高、耐高温氧化、耐腐蚀等特性，因此，在航空航天、国防军事、机械制造、化工等领域具有广阔的应用前景。为了改善包括CoCrFeNiAl_x(0≤x≤0.5)的高熵合金存在的室温强度低的缺陷，通常的做法是向高熵合金中添加合适的强化相，以生成弥散相增强的高熵合金基复合材料，从而提升整体材料的强度。

目前，为了保证强化相的均匀分布及强化相与高熵合金基体之间的结合强度，通常采用热压烧结、放电等离子烧结等固相烧结的方式制备强化相增强高熵合金复合材料。该方式需要预先制备高纯高熵合金粉体，并在高温、高压条件下实现高熵合金与强化相混合粉体的致密化，因此，存在材料成本高、制备周期长、能耗高等缺点。

基于此，需要提供一种高熵合金复合材料的制备方法，以克服上述存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高熵合金复合材料的制备方法，该方法制备得到的高熵合金复合材料结构致密、均匀且具有高的硬度，高的室温强度，高韧性，高耐磨性，且该方法具备原料成本低廉、工艺简单、生产周期短等优点，具备大规模工业化应用前景。

为达到上述目的，本发明提供一种高熵合金复合材料的制备方法，所述高熵合金复合材料是通过超重力燃烧合成的方法制备得到。

优选地，所述高熵合金复合材料为M/CoCrFeNiAl_x复合材料，其中0≤x≤0.5，M选自WC、TiB₂、TiC或B₄C中的一种或多种。

优选地，所述制备方法包括如下步骤：

1)将铝与金属氧化物粉末混合均匀并压坯，得铝热剂预制块；

2)将强化相粉末与所述铝热剂预制块置于超重力场中，进行铝热反应，得到含有高熵合金熔体的产物，其中，铝热剂预制块位于强化相粉末上方；

3)将步骤2)中所述产物于超重力场中分离，此过程中高熵合金熔体渗入强化相粉末内部，得所述高熵合金复合材料。

所述制备方法的步骤3)中，步骤2)中所述产物于超重力场中分离的过程中，高熵合金熔体渗入强化相粉末内部并致密化和冷却。

上述制备方法中，铝热剂预制块位于强化相粉末上方可包括两者直接接触和不接触，优选直接接触。

优选地，所述金属氧化物包括Fe₂O₃、Co₂O₃、Cr₂O₃和NiO。