一种高熵合金基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113549806A(43)申请公布日2021.10.26(21)申请号202110773192.XB22F9/04(2006.01)(22)申请日2021.07.08C22B9/20(2006.01)(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人罗国强汪潇康克家江师晶沈强张联盟周卫兵(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人张秋燕(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C1/10(2006.01)B22F3/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种高熵合金基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高熵合金基复合材料，其制备方法如下：按照摩尔比0‑1.5：1：1：1称量WC陶瓷粉末和Mo、Nb、Ta金属粉末，经球磨混合均匀，制成预制块；然后采用电弧熔炼炉在高纯氩气保护下将预制块熔炼成复合材料锭块，采用电火花加工将复合材料锭块沿中轴切开后再次熔炼，得到均匀无孔洞的高熵合金基复合材料。本发明所得高熵合金基复合材料具有高于1.30GPa的屈服强度，高于2.21GPa的极限抗压强度，6.93‑11.03GPa的硬度和8.73%‑15.24%的高断裂韧性，可用于液体火箭发动机推力室及相应热结构件、超燃冲压发动机的热结构薄壁构件等高温领域。CN113549806ACN113549806A权利要求书1/1页1.一种高熵合金基复合材料，其特征在于，在高熵合金Mo‑Nb‑Ta体系中添加WC陶瓷相。2.一种高熵合金基复合材料，其特征在于，它的原料组成体系为Mo‑Nb‑Ta‑WC，其中，WC和元素Mo、Nb、Ta的摩尔比为0～1.5：0.95～1.05：0.95～1.05：0.95～1.05。3.根据权利要求1或2所述的一种高熵合金基复合材料，其特征在于，所述高熵合金基复合材料具有由BCC相和纳米级细层片状共析组织构成的微米级类共晶组织，纳米级细层片状共析组织由BCC相和FCC‑MC相构成。4.根据权利要求1或2所述的一种高熵合金基复合材料，其特征在于，所述高熵合金基复合材料具有不低于1.30GPa的高屈服强度，不低于2.21GPa的极限抗压强度，6.93‑11.03GPa的硬度和8.73%‑15.24%的高断裂韧性。5.权利要求2所述的一种高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，按原料组成体系和摩尔比，采用粉体原料混合均匀后，再进行冷高压成型制备预制块，最后进行真空电弧熔炼制备得到高熵合金基复合材料锭块。6.根据权利要求5所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，具体包含如下步骤：步骤一、称样和混样：按照摩尔比0～1.5：0.95～1.05：0.95～1.05：0.95～1.05称量WC陶瓷粉末和Mo、Nb、Ta金属粉末，经球磨混合均匀；步骤二、制备预制块：将步骤一制得的混合粉体制成预制块；步骤三、真空电弧熔炼制备复合材料：采用电弧熔炼炉在氩气保护下将预制块熔炼成复合材料锭块，再使用电火花加工将复合材料锭块沿中轴切开后再重复熔炼，得到高熵合金基复合材料。7.根据权利要求6所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，Mo、Nb、Ta金属粉末和WC陶瓷粉末的纯度均大于99.9%，粉体的粒径分布为1–5μm；所述球磨混合的时间为20‑30h。8.根据权利要求6所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，采用冷高压成型技术将步骤一制得的混合粉体制成预制块，压制的压力为300‑500MPa，保压时间为8‑15min；压制可采用WC硬质合金模具等。9.根据权利要求6所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，正反重复熔炼多次，然后使用电火花加工沿复合材料锭块中轴切开，将锭块边缘连接在一起，再重复熔炼多次；每次熔炼时间均为3‑5min。10.根据权利要求6所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，熔炼炉内通入Ar气气氛使压强相对标准大气压强达到‑0.01MPa，熔炼工艺参数为：输出功率为45％～50％，电流为225～250A，正反面重复熔炼多次，使用电火花加工沿复合材料锭块中轴切开，再次熔炼多次以保证熔炼均匀；每次熔炼时间为3‑5min。2CN113549806A说明书1/6页一种高熵合金基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高熵合金基复合材料及制备方法，属于复合材料技术领域。背景技术[0002]难熔高熵合金主要由难熔金属元素构成，这些难熔金属元素主要包括Cr、V、Mo、W、Ti、Nb、Ta、Hf、Zr等，难熔高熵合金通常