[發明專利]一種高熵合金復合構件及其制備方法

在審

• 申請號: 201811425173.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109266947A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 李揚德;盧昆;高寬
• 申請（專利權）人: 東莞顛覆產品設計有限公司
• 主分類號: C22C30/02
• 分類號: C22C30/02;C22C30/00;B22D19/00;B22D18/02;B29C45/14
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 楊艷;韓丹

本發明公開了一種高熵合金復合構件，包括高熵合金預制核件和低熔點殼層，所述低熔點殼層由熔點低于680℃的高分子材料或者金屬材料制成，所述高熵合金預制核件與所述低熔點殼層的厚度之比為1:0.1?0.99；所述高熵合金預制核件的厚度為0.1?20mm。該高熵合金復合構件有效利用了高熵合金的高性能和低熔點材料的可注塑加工性，得到性能更優的高熵合金構件。

技術領域

本發明涉及合金構件技術領域，尤其涉及一種高熵合金復合構件及其制備方法。

背景技術

現有技術中的結構件越來越趨向于輕量化方向發展，如電子類產品中，其設計越來越小、功能愈加集中，作為結構件既要滿足產品中實現連接、固定、支撐等作用，還要滿足強度沖擊性能等指標性的要求，同時還要做到輕薄并具有良好的外觀效果。現有的單一性材料往往難以滿足上述所有的要求，如塑膠材料，盡管輕薄，但是強度低、外觀效果和使用手感均不如金屬材料，而常用的金屬材料，如不銹鋼材料，密度大，比強度低，而密度較小的鋁合金、鎂合金等強度和耐腐蝕性上難以滿足苛刻的使用條件。出于產品設計等原因，現有技術中將現有材料與其他增強型的材料或者減薄型的材料進行復合是解決上述實際問題的方法之一。

高熵合金是近年來材料領域的重大發現，與常規合金不同的是，高熵合金材料內部各組分呈等比例配比，這就使得高熵合金具有高強度、高彈性、高耐磨性和耐腐蝕性等優異性能，使其在航空航天、精密儀器、生物醫療等領域具有廣闊的應用前景。高熵合金比強度高于常規金屬材料，且外觀效果好，與不同的現有材料相結合能夠實現結構件輕薄化的效果。但是高熵合金與其他材料的結合方法以及結合力是目前難以解決的技術難點之一，究其原因在于高熵合金熔體表面能低于普通晶態合金熔體。常規的結合方法包括焊接、粘接等，然而在焊接工藝中，產生的二次熱效應容易使得高熵合金發生晶化，焊接處脆化，從而影響結合性能；在粘接工藝中，前處理過程對相接的材料表面粗糙度和清潔度要求高，而且還須使用界面膠黏劑，不僅增加了工藝的復雜程度，同時粘接的強度和牢固程度受限于膠黏劑，而且在濕熱環境下膠黏劑失效速度加速，容易老化斷裂。也有使用模具的方法使兩者成型，但是模具加工的方法對復合的材料具有選擇性，并不是適用于所有的材料，而且高熵合金流動性好，整體系統對溫控的要求高，使用普通的模具系統制成的復合構件不僅結合處結合力不強，而且高熵合金的致密度低，影響整體復合構件的尺寸穩定性、降低了復合構件的強度。現有技術中也存在利用各種階段式升溫然后進行復合的高熵合金復合構件成型方法，但是由于加工成本高和失效風險高等問題未能得到廣泛性的使用。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種非晶合金、穩定性能好、對設備要求低、失效風險低的高熵合金復合構件。

本發明的目的之二在于提供該高熵合金復合構件的制備方法。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

包括高熵合金預制核件和低熔點殼層，所述低熔點殼層由熔點低于680℃的高分子材料或者金屬材料制成，所述高熵合金預制核件與所述低熔點殼層的厚度之比為1:0.1-0.99；所述高熵合金預制核件的厚度為0.1-20mm。

高熵合金預制核件與所述低熔點殼層的厚度之比更優選地為1:0.5-0.9，再進一步優選地為1:0.6-0.7。

進一步地，高熵合金預制核件的材質為鋯基高熵合金、鈦基高熵合金、銅基高熵合金、鐵基高熵合金、鋁基高熵合金、鎂基高熵合金、鈷基高熵合金、鎳基高熵合金、稀土基高熵合金中的一種或多種的組合。

進一步地，高熵合金預制核件的材質為CrFeCoNiCu或CoCrFeMnNi。

進一步地，低熔點殼層的材質為鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鋅、鋅合金、鉍、鎘、錫、鉛、鏑、銦中的一種或者多種。

進一步地，所述低熔點殼層的材質為塑料、樹脂或橡膠中的一種或兩種以上。