[發明專利]一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法

有效

• 申請號: 202110079616.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112921228B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 束慶海;石艷松;呂席卷;鄒浩明;杜君宜;束紅年;蔣教平;王宏佳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;國營長虹機械廠
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;C22F1/02;C25F3/02;C23C14/16;C23C14/35;C06B27/00
• 代理公司: 北京保識知識產權代理事務所(普通合伙) 11874
• 代理人: 汪浩

本發明公開了一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法，屬于含能材料、活性破片材料技術領域；本發明提供了一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法，該方法通過配方設計計算與真空熔煉法獲得具有兩相連續結構的高熵合金，然后通過去合金化處理得到開放式連續的微納米孔狀結構，調控孔狀結構得到3D高熵合金骨架，經磁控濺射法將鋁鎳元素加載到孔狀結構中，最終獲得具有顯著毀傷效果的復合含能破片。采用真空熔煉法、去合金化法結合退火工藝制備3D高熵合金骨架，通過磁控濺射法法在孔道內加載鋁鎳元素，過程簡單，無特殊工藝要求。

技術領域

本發明涉及含能材料、高強破片材料技術領域，具體為一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法。

背景技術

鋁鎳是典型的金屬基含能材料，可以用作殺傷彈藥的殺傷元素，在室溫下相當穩定，在沖擊載荷作用下，鋁原子與鎳原子由于存在自蔓延反應現象，會釋放出大量的熱量。利用該特性制備的金屬基含能破片，即可利用其強度來侵徹貫穿目標，又可利用其釋能特性對目標產生附加的毀傷。

然而隨著新型毀傷與防護技術的發展，學者們開發出了大量的新型防護結構，傳統的金屬含能破片其強度已無法滿足多重毀傷的要求，為進一步提高含能破片的強度，并保證一定的活性和安定性，一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片應運而生，其優點為強度高、密度小、毀傷效果顯著并且加工制備工藝簡單，工程應用實現容易。

發明內容

1、本發明要解決的技術問題

本發明的目的是為了進一步提高侵徹和爆炸的威力，提供了一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法，該方法過程簡單，無特殊工藝要求。

2、技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法，包括有以下步驟：

步驟一：按配方設計原則稱取鋁、鈷、鉻、鐵、鎳各元素的金屬鑄錠，將金屬鑄錠置于真空熔煉爐中熔煉一定時間；

步驟二：將步驟一所得的高熵合金塊體鑄錠置于真空高溫爐中，進行退火工藝處理；

步驟三：將步驟二得到的高熵合金塊體試件置于電解池中進行去合金化處理；

步驟四：根據去合金化處理時間，調控微納米孔道狀連續結構的形貌，進而得到3D骨架高熵合金；

步驟五：將步驟四得到的3D骨架高熵合金樣品置于真空室內，采用射頻磁控濺射對孔道分別進行Al/Ni的加載，最終得到復合含能破片。

優選的，所述步驟一中所稱取的鋁元素含量為0.5～1mol，鎳元素含量為1～2.5mol。

優選的，所述步驟一中提到的金屬鑄錠熔煉的時長 為1.5～ 2min。

優選的，所述步驟二中提到的退火工藝的退火溫度為1000～ 1500℃，退火時間為1～2h。

優選的，所述步驟三中提到的去合金化處理的時間為0.5～2h。

優選的，所述步驟五中提到的射頻磁控濺射的功率為150W，沉積速率為5～10nm/min。

3、有益效果

(1)本發明提出的一種加載鋁鎳的3D骨架高熵合金復合含能破片的制備方法，采用常規的鋁、鈷、鉻、鐵、鎳金屬鑄錠等常用元素為原料；采用常規的真空電弧熔煉法進行高熵合金鑄錠的制備，采用退火及去合金化工藝獲得3D骨架高熵合金，磁控濺射法過程簡單，無特殊工藝要求，成本低，便于批量生產。