[發(fā)明專利]一種低密度且高硬度的高熵合金材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN114507801B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 黃政仁;段航;劉巖;張輝;劉雷敏;黃健;劉學建
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/04;B22F3/105
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種高熵合金材料，其特征在于，所述高熵合金材料的化學組成為NiCrCoTi_xMn_y，其中x=0.25～0.75，y=0.25～0.75，0.5≤x+y≤1。

2.根據(jù)權利要求1所述的高熵合金材料，其特征在于，所述高熵合金材料具有線性的熱膨脹系數(shù)，在20～1000℃溫度內平均熱膨脹系數(shù)CTE在(10.5～13.4)×10^-6/K范圍內可控。

3.根據(jù)權利要求2所述的高熵合金材料，其特征在于，當x+y=1時，所述高熵合金材料具有線性的熱膨脹系數(shù)，在20～1000℃溫度內平均熱膨脹系數(shù)CTE在(10.5～12.3)×10^-6/K范圍內可控。

4.根據(jù)權利要求1所述的高熵合金材料，其特征在于，所述高熵合金材料的密度為5.8～7.4g/cm³，硬度HV₂ 為6.23～8.92GPa，抗彎強度為920～1320MPa，致密度為94～99.8%。

5.根據(jù)權利要求4所述的高熵合金材料，其特征在于，當x+y=1時，所述高熵合金材料的密度為5.8～7.4g/cm³，硬度HV ₂為7.25～8.92GPa，抗彎強度為1080～1320MPa，致密度為97～99.8%。

6.一種如權利要求1所述的高熵合金材料的制備方法，其特征在于，包括：

（1）按照高熵合金材料的組成稱取Ni粉、Cr粉、Co粉、Ti粉和Mn粉并混合，得到原料粉體；

（2）將原料粉體置于保護氣氛中、進行球磨處理使其機械合金化，得到高熵合金粉末；

（3）采用放電等離子燒結工藝對所得高熵合金粉末進行燒結，得到高熵合金材料。

7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述Ni粉、Cr粉和Co粉的粒徑為1～5μm；所述Ti粉的粒徑為3～10μm；所述Mn粉的粒徑為5～20μm；所述原料粉體的純度≥99.9%。

8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述保護氣氛為惰性氣氛，純度≥99.999%。

9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述保護氣氛為Ar氣。

10.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述球磨混合的公轉轉速為180～250轉/分鐘，自轉轉速為250～300轉/分鐘；所述球磨混合中球料比為（14～18）：1，球磨介質直徑為3～6μm。

11.根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述球磨混合分為干磨球磨和濕磨球磨，所述干磨球磨的時間為16～22小時，所述濕磨球磨的時間為18～24小時。

12.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述放電等離子燒結工藝的參數(shù)包括：燒結溫度為900～1180℃，保溫時間為10～20分鐘，燒結壓力為38～50MPa，燒結氣氛為真空。

13.根據(jù)權利要求12所述的制備方法，其特征在于，所述真空的真空度≤4.7×10^-3Pa；所述放電等離子燒結工藝的升溫速率為80～120℃/分鐘。