[发明专利]一种高熵合金泡沫及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种高熵合金泡沫及其制备方法，高熵合金泡沫包括高熵合金和氧化铝空心微球。制备方法包括在通入气体的条件下，使熔融状态下的高熵合金渗流至氧化铝空心微球之间的间隙中，制得高熵合金泡沫。本发明以氧化铝空心微球作为填料颗粒，将高熵合金作为渗流体进行渗流，能够通过一次渗流的方法实现了高熵合金空心微球泡沫的制备，不仅工艺简单，且制备成本低；同时，能够使得经过渗流后得到的整个高熵合金泡沫的孔洞分布均匀，形状相对规则，且基于氧化铝空心微球的调整能够实现整个泡沫材料的孔洞的尺寸调节。在此基础上，有效提高制得的高熵合金泡沫的力学和能量吸收性能。

技术领域

本发明实施例涉及多孔金属材料技术领域，具体涉及一种高熵合金泡沫及其制备方法。

背景技术

高熵合金(High Entropy Alloys,HEAs)是一种包含多种组元，组元之间元素含量为等原子比或近似等原子比且每种元素含量在5％-35％之间的合金体系。尽管成分复杂，但高熵合金的组织一般为简单的固溶体结构。高熵合金的出现大大扩展了合金设计的成分空间，大量具有优良性能的高熵合金被开发出来，是一种具有极大潜力和应用前景的新型金属材料。

传统的泡沫金属主要有泡沫钢、泡沫铝合金、泡沫锌合金等。相比于传统合金，高熵合金具备许多优良的性能，如力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能、耐氧化性能以及优良的低温性能及良好的热稳定性。这使得高熵合金泡沫具有良好的能量吸收性能，且在腐蚀环境，低温和高温环境下有着巨大的应用潜力。

然而，高熵合金由于组成元素多、熔点较高、流动性较差等特点，从而给高熵合金泡沫的制备带来了很多困难，导致其制备方法复杂，难以简单地采用一般的泡沫金属的制备方式进行制备，且相对而言整体的制备成本高；并且，一般的泡沫金属的制备方式制备的高熵合金泡沫往往基于高熵合金本身的理化特性，容易造成其孔隙不均，孔洞可调性差，进而导致其整体使用性能不佳等问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种高熵合金泡沫及其制备方法，通过采用氧化铝空心微球使得泡沫的孔洞在可调节的前提下具有分布均匀、形状规则等特点，同时采用加压渗流填充的方式实现制备方法简单且制备成本低的效果。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种高熵合金泡沫，包括高熵合金和氧化铝空心微球。

作为本发明的一种优选方案，所述高熵合金为CoCrFeMnNi高熵合金，且所述高熵合金中各元素按原子个数比记为Co_aCr_bFe_cMn_dNi_e；其中，

a、b、c、d和e各自大于0，且小于等于40；或，

a、b、c、d和e中的其中一个为0，其余各自大于0，且小于等于40。

作为本发明的一种优选方案，所述高熵合金泡沫的孔隙率为30％-50％。

作为本发明的一种优选方案，所述高熵合金与所述氧化铝空心微球的体积比为1-1.5:1；

所述氧化铝空心微球的粒径为200μm-2000μm。

在本发明实施例的另一个方面，还提供了一种根据上述所述的高熵合金泡沫的制备方法，包括在通入气体的条件下，使熔融状态下的高熵合金渗流至氧化铝空心微球之间的间隙中，制得高熵合金泡沫。

作为本发明的一种优选方案，所述制备方法具体包括：

S100、在真空环境下，将氧化铝空心微球置于模具中，并对高熵合金母材加热使之熔化；

S200、通入惰性气体进行加压使熔融后的所述高熵合金母材渗入所述氧化铝空心微球的间隙中；