[发明专利]一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：HEC_in粉末的制备

在氩气为保护气体的氛围下，将Fe、Co、Ni、Cr、Mn五种金属元素粉末和球磨控制剂正庚烷C₇H₁₆置于不锈钢球磨罐，添加三种粒径不同的磨球后封盖不锈钢罐身，固定在球磨机上球磨得到引入正庚烷原位碳元素的机械合金化FeCoNiCrMn/C粉末，即HEC_in粉末；所述步骤1中，所述FeCoNiCrMn的总质量和C₇H₁₆的质量比为99.5wt％：0.5wt％；

步骤2：HEC_ex粉末的制备

添加陶瓷碳化物TaC、TiC至HEC_in粉末后，再次球磨混合获得引入陶瓷碳化物非原位碳源的FeCoNiCrMn/C/TaC/TiC粉末，即为下一步放电等离子烧结的HEC_ex粉末；所述制备HEC_ex中，HEC_in质量与陶瓷碳化物TaC和TiC的质量比为95wt％：5wt％，其中TaC与TiC的摩尔比为1：1；

步骤3：HEC块体材料的制备

通过放电等离子烧结技术将HEC_ex粉末压制并烧结成块，然后随着烧结炉冷却至室温，释放压力和真空后取出最终样品，获得FeCoNiCrMn高熵合金复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述Fe、Co、Ni、Cr、Mn五种金属元素粉末的平均粒度为300目，纯度≥99.8％；所述步骤2中，所述TaC、TiC陶瓷碳化物粉末颗粒直径为100nm，纯度≥99.9％。

3.根据权利要求1所述的一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，HEC_in球磨过程使用到的球磨罐和研磨球的材质均为硬质不锈钢，球磨罐体积为1500mL，研磨球直径分别为5mm、10mm和15mm，三种研磨球的重量比为5:8:8，研磨球和HEC_in粉末的质量比为15:1，球磨速度设置为400r/min，总球磨时间为40h。

4.根据权利要求1所述的一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2中，HEC_ex球磨过程使用到的球磨罐和研磨球的材质均为硬质不锈钢，球磨罐体积为1500mL，研磨球直径分别为5mm、10mm和15mm，三种研磨球的重量比为5:8:8，研磨球和HEC_ex粉末的质量比为15:1，球磨速度设置为400r/min，总球磨时间为5h。

5.根据权利要求1所述的一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，将HEC_ex粉末放入内径20mm的石墨模具烧结前，在石墨模具的内腔和与粉末接触的冲头端面上填充石墨箔，以促进烧结后块状样品的脱模。

6.根据权利要求1所述的一种碳化物增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，将石墨模具放入真空环境下的烧结系统并将热电偶置入用于测温，在设定温度下800-1000℃保温烧结10min，烧结压力为60MPa，加热速率设定为100℃/min，烧结后，将烧结炉冷却至室温，释放压力和真空后取出获得FeCoNiCrMn高熵合金复合材料。