[发明专利]铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及高熵合金领域，特别涉及一种由铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法。一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末，其特征在于由Al粉，Ti粉，Mg块或粒，以及Li块或粒原料制备而成，按下述二种方式之一配置原料：①原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:25:(25+x):(25‑x)，x取值范围0‑15；②原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:(25+y):25:(25‑y)，y取值范围0‑15。该方法制备的高熵合金粉末具有成本低、密度低的特点。

技术领域

本发明涉及高熵合金领域，特别涉及一种由铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法。

技术背景

由于高熵合金优良的力学性能，使其成为一种有良好应用前景的结构材料，轻质高强的高熵合金在航空航天领域中有着广阔的发展空间，因此发展轻质高熵合金极具现实意义，但目前研究较多的是含有Cr、Fe、Mn、Co、Ni等原子量较大的元素的高熵合金，对于轻质高熵合金的研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末及其制备方法，该方法制备的高熵合金粉末具有成本低、密度低的特点。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末，其特征在于由Al粉，Ti粉，Mg块或粒，以及Li块或粒原料制备而成，按下述二种方式之一配置原料：

①原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:25:(25+x):(25-x)，x取值范围0-15；

②原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:(25+y):25:(25-y)，y取值范围0-15。

上述一种铝镁锂钛组成的高熵合金粉末的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按下述二种方式之一选取Al粉，Ti粉，Mg块或粒，以及Li块或粒原料：

①原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:25:(25+x):(25-x)，x取值范围0-15；

②原子百分数Al:Mg:Li:Ti＝25:(25+y):25:(25-y)，y取值范围0-15；

2)将Al粉，Ti粉，Mg块或粒，Li块或粒，进行混合；然后放入球磨罐中，将球磨罐抽成真空或充惰性保护气体；进行球磨(将Mg块或粒、Li块或粒破碎成粉末并与Al粉、Ti粉混合、反应、合金化)，形成由Al、Mg、Li、Ti组成的单相面心立方结构的固溶体粉末；

3)固溶体粉末取出，真空干燥，过筛分级，得到铝镁锂钛组成的高熵合金粉末(不同粒径大小的粉末)。

所述Al粉的质量纯度高于99％，Al粉的粒径≤150微米。

所述Ti粉的质量纯度高于99％，Ti粉的粒径≤75微米。

所述Mg块或粒的等体积球直径3-6mm。

所述Li块或粒的等体积球直径3-6mm。

所述惰性保护气体为氩气、氦气或氦氩混合气体。

所述球磨罐为不锈钢罐、硬质合金罐或玛瑙罐，所用球为不锈钢球、硬质合金球或氧化锆球，球磨过程控制剂为硬脂酸，球磨机转速为500-1080转/分钟，球料比为10:1至30:1，球磨时间为20-500小时。

所述真空干燥的条件为80-150℃，干燥2-8h。

本发明的有益效果是:

1)本发明提出的高熵合金，Mg、Li含量较高，Ti含量较低，因而具有更低的密度(理论密度低于2.37g/cm³)；