[發(fā)明專利]一種B4C-HEAs梯度材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810419911.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108687351B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季偉;柯博仁;傅正義;王為民;王皓;王玉成;張金詠;張帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F7/02
• 分類號(hào): B22F7/02;B22F3/105;B22F3/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明

1.一種B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，所述B₄C-HEAs梯度材料由N層材料燒結(jié)為一體結(jié)構(gòu)，其中N≥5，N層材料自上而下由富陶瓷層通過(guò)多個(gè)中間層逐步過(guò)渡到富金屬層，每層的HEAs質(zhì)量呈梯度上升變化，所述HEAs是由機(jī)械合金方法制備的合金粉末，所述富陶瓷層的HEAs含量為1wt％～50wt％，硅的含量為0wt％～5wt％，其余為B₄C；所述富金屬層的HEAs含量為50wt％～100wt％，硅的含量為0wt％～5wt％，其余為B₄C，所述B₄C-HEAs梯度材料為B₄C-高熵合金梯度材料。

2.如權(quán)利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，相鄰兩層之間HEAs含量的變化量為1wt％～10wt％，相鄰兩層之間B₄C含量的變化量為1wt％～10wt％。

3.如權(quán)利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，每層厚度1mm～10mm。

4.如權(quán)利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，所述HEAs是以Co、Cr、Fe、Ni、Al、Cu、Zn、Ti、Mn、Zr、Ta、Sn、Y、Mo、V、Nb、W、Ir、Cd元素中選取五種或五種以上以等原子比混合后制備而得。

5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的B₄C-HEAs梯度材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)混料步驟：

將N份原料分別倒入混料罐，利用滾筒球磨機(jī)混料，混合后的料漿干燥過(guò)篩后得到N份混合料，N≥5；N份原料中，第1份原料的組成為：HEAs合金粉體含量為1wt％～50wt％，硅粉的含量為0wt％～5wt％，其余為B₄C粉；第N份原料的組分比為：HEAs合金粉體含量為50wt％～100wt％，硅粉的含量為0wt％～5wt％，其余為B₄C粉；

自第1份原料到第N份原料，每份原料的HEAs合金粉體含量呈梯度上升變化，相鄰兩份原料的HEAs合金粉體含量的變化量為1wt％～10wt％；

(2)分段燒結(jié)步驟：

將所述N份混合料按照HEAs合金粉體含量遞增的順序，分為2M-1組，M＝2～4，其中，各偶數(shù)組僅包括1份混合料，各奇數(shù)組包括多份混合料，將M個(gè)奇數(shù)組分別置入M個(gè)石墨模具中，在各石墨模具中，按照HEAs合金粉體含量遞增的順序，將各份混合料依次鋪層，混合料與石墨模具之間以石墨紙隔開(kāi)；

然后將填充混合料的M個(gè)石墨模具分別在1000℃～1800℃的不同溫度下進(jìn)行熱壓燒結(jié)或放電等離子體燒結(jié)，得到M個(gè)燒結(jié)料；

(3)連接步驟：

按照HEAs合金粉體含量遞增的順序，將對(duì)應(yīng)1號(hào)組和3號(hào)組的兩個(gè)燒結(jié)料中間夾以2號(hào)組的混合料，置于石墨模具中，在1500℃～1700℃溫度下進(jìn)行熱壓燒結(jié)或放電等離子體燒結(jié)，得到多層梯度材料；若M＝2，則連接結(jié)束，所述多層梯度材料即為制得的梯度材料；

若M＞2，繼續(xù)按照HEAs合金粉體含量遞增的順序，將所述多層梯度材料和對(duì)應(yīng)5號(hào)組的燒結(jié)料中間夾以4號(hào)組的混合料，置于石墨模具中，在1200℃～1600℃溫度下進(jìn)行熱壓燒結(jié)或放電等離子體燒結(jié)；

如此繼續(xù)，直至將對(duì)應(yīng)第2M-1組的燒結(jié)料進(jìn)行熱壓燒結(jié)或放電等離子體燒結(jié)，最后燒結(jié)溫度為1100℃～1500℃，得到梯度材料。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述混料步驟中，所述HEAs合金粉體純度大于或等于99.5％，粒度為325目，其中氧含量小于或等于0.3％；所述硅粉純度大于或等于99.999％，粒度為325目，含氧量小于或等于0.001wt％；所述B₄C粉純度大于或等于99.0％，平均粒徑1-10μm，含氧量小于或等于0.6wt％。