[发明专利]一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料，其特征在于，具有式I所示化学组成：Ti(C_0.3,N_0.7)-Al_0.25FeNiCoCr式I；

制备所述金属陶瓷材料的原料包括Ti(C_0.3,N_0.7)和Al_0.25FeNiCoCr高熵合金，所述Ti(C_0.3,N_0.7)为硬质相，Al_0.25FeNiCoCr高熵合金为粘结相；所述Al_0.25FeNiCoCr高熵合金在金属陶瓷材料中的质量百分含量为8～30％；

所述金属陶瓷材料的显微维氏硬度在779.4～1237.1HV_0.2；

所述耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Al_0.25FeNiCoCr高熵合金粉末与Ti(C_0.3,N_0.7)粉末进行球磨混合，得到混合粉末；所述Al_0.25FeNiCoCr高熵合金粉末在混合粉末中的质量百分含量为8～30％；

(2)将所述混合粉末依次进行真空干燥和放电等离子烧结，得到所述耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料；所述放电等离子烧结的升温程序为：以150～200℃/min的升温速率从室温升温到第一中间温度；然后以30～50℃/min的升温速率从第一中间温度升温到第二中间温度，保温4～7min；最后随炉冷却至室温；所述第一中间温度为950～1050℃；所述第二中间温度为1200～1400℃。

2.权利要求1所述耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Al_0.25FeNiCoCr高熵合金粉末与Ti(C_0.3,N_0.7)粉末进行球磨混合，得到混合粉末；所述Al_0.25FeNiCoCr高熵合金粉末在混合粉末中的质量百分含量为8～30％；

(2)将所述混合粉末依次进行真空干燥和放电等离子烧结，得到所述耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料；所述放电等离子烧结的升温程序为：以150～200℃/min的升温速率从室温升温到第一中间温度；然后以30～50℃/min的升温速率从第一中间温度升温到第二中间温度，保温4～7min；最后随炉冷却至室温；所述第一中间温度为950～1050℃；所述第二中间温度为1200～1400℃。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Al_0.25FeNiCoCr高熵合金粉末的粒度为2～38μm，所述Ti(C_0.3,N_0.7)粉末的粒度为0.5～2μm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的球料比为3～10:1，球磨介质为无水乙醇。

5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的转速为150～300r/min，时间为2～5小时。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述真空干燥具体为：

(a)将所述混合粉末在80～110℃、-0.1MPa的真空环境下干燥8～24小时，得到第一干燥粉末；

(b)将所述第一干燥粉末与聚乙二醇混合，在80～110℃、-0.1MPa的真空环境下继续干燥8～24小时，得到烧结前体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为第一干燥粉末质量的1～3％。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结的压力为50～80MPa。

9.权利要求1所述的耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料或由权利要求2～8任意一项所述制备方法制备得到的耐熔融铝腐蚀的金属陶瓷材料在铝工业中的应用。