[發明專利]一種氮化物增強難熔高熵合金復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210072805.1
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114411036A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 祝國梁;田雨生;譚慶彪;周文哲;汪東紅;疏達;董安平;孫寶德
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C32/00;C22C1/10
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;禹雪平

1.一種氮化物增強難熔高熵合金復合材料，其特征在于，所述合金復合材料的成分包括Ti、Zr、Hf、Nb、Ta和N，所述合金復合材料包括固溶體基體和分散于所述固溶體基體中的增強相，所述增強相為氮化物。

2.根據權利要求1所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料，其特征在于，所述合金復合材料的表達式為Ti_aZr_bHf_cNb_dTa_eN_x，所述表達式表示所述合金復合材料中的Ti、Zr、Hf、Nb、Ta和N的摩爾比為a：b：c：d：e：x，其中，x、a、b、c、d、e均大于0，且x與a、b、c、d和e中任一個的比值均小于等于0.4。

3.根據權利要求2所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料，其特征在于，a＝b＝c＝d＝e。

4.根據權利要求3所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料，其特征在于，a＝b＝c＝d＝e＝1，x大于0且小于等于0.4。

5.根據權利要求4所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料，其特征在于，x的取值選自0.1、0.2、0.3和0.4中的任一個。

6.一種權利要求1-5任一項所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料的制備方法，其特征在于，包括：

分別稱取金屬原料和氮化物原料，所述金屬原料包括Ti、Zr、Hf、Nb和Ta；

將所述氮化物原料放置于非自耗真空電弧爐的水冷銅坩堝最底部，將所述金屬原料按照熔點由低到高的順序，依次從下至上堆放在所述氮化物原料上，對所述非自耗真空電弧爐抽真空后通入氬氣；

采用真空電弧熔煉工藝，對所述金屬原料和所述氮化物原料進行熔煉處理，獲得氮化物增強難熔高熵合金復合材料鑄錠。

7.根據權利要求6所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料的制備方法，其特征在于，所述氮化物原料為粉體或顆粒。

8.根據權利要求6所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料的制備方法，其特征在于，所述對所述非自耗真空電弧爐抽真空后通入氬氣，包括：真空壓強不高于5×10^-3Pa。

9.根據權利要求6所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料的制備方法，其特征在于，所述對所述非自耗真空電弧爐抽真空后通入氬氣，包括：通入氬氣后非自耗真空電弧爐內的壓強為-0.05MPa，氬氣純度為99.999％。

10.根據權利要求6所述的氮化物增強難熔高熵合金復合材料的制備方法，其特征在于，所述采用真空電弧熔煉工藝，對所述金屬原料和所述氮化物原料進行熔煉處理，包括：

引弧后電流升至350～450A，待金屬原料和氮化物原料完全熔化為液態后保持電流不變熔煉3～10min，然后關閉電源；

待液態合金復合材料冷卻為固態合金復合材料后，翻轉固態合金復合材料；重復熔煉操作10～12次。