一种轻质高熵合金及其制备方法.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CN109913717A(43)申请公布日2019.06.21(21)申请号201910271368.4(22)申请日2019.04.04(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人朱蕊花(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人弋才富(51)Int.Cl.C22C21/14(2006.01)C22C21/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)B22F3/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种轻质高熵合金及其制备方法(57)摘要一种轻质高熵合金及其制备方法，(1)、按质量分数：Al：56.0％～59.0％、Cu：9.5～11.0％、Cr：7.0～9.0％、Fe：8.5～10.0％、Ni：9.0％～10.5％，Si：4.0％～5.5％，将上述粒度为50～75um的粉末混合均匀后装入棒磨罐中，抽真空充氩气；(2)、经振动棒磨机合金化充入无水乙醇，将合金粉末与无水乙醇的混合物取出；(3)、滤去上层清液，置于真空干燥箱中，保温干燥得到高熵合金粉末，最终将该粉末真空封装保存；(4)、将高熵合金粉末装入内表面铺放有石墨纸的硬质合金模具中，振实、放入热压烧结炉内，在进行热压烧结时，最后获得轻质高熵合金块材；本发明通过合理比例均匀获得单相固溶体高熵合金，轻质高熵合金密度低至4.1～4.8g/cm3，同时硬度可保持在250～320HV，该轻质高熵合金有望应用到航空航天和车船工业等重要领域。CN109913717ACN109913717A权利要求书1/1页1.一种轻质高熵合金，其特征在于，按质量分数：Al：56.0％～59.0％、Cu：9.5～11.0％、Cr：7.0～9.0％、Fe：8.5～10.0％、Ni：9.0％～10.5％，Si：4.0％～5.5％。2.根据权利要求1所述的一种轻质高熵合金，其特征在于，按质量分数：Al：57.9％、Cu：10.5％、Cr：8.6％、Fe：9.0％、Ni：10.0％，Si：4.0％。3.一种轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、按质量分数：Al：56.0％～59.0％、Cu：9.5～11.0％、Cr：7.0～9.0％、Fe：8.5～10.0％、Ni：9.0％～10.5％，Si：4.0％～5.5％，将上述粒度为50～75um的粉末混合均匀后装入棒磨罐中，抽真空至1×10-2Pa，充氩气至1×105Pa，此过程反复操作三次；(2)、合金粉末经振动棒磨机合金化28～32h，对棒磨罐抽真空至1×10-1Pa，向棒磨罐充入无水乙醇，粉末与无水乙醇的体积比为1:(3～5)，继续研磨10～15min后，将合金粉末与无水乙醇的混合物取出；(3)、将取出的混合物静置20h并滤去上层清液，置于真空干燥箱中，其中，干燥箱真空始终保持至1×10-1～1×10-2Pa，温度保持至70～75℃，保温干燥8～12h，得到高熵合金粉末，最终将该粉末真空封装保存；(4)、将高熵合金粉末装入内表面铺放有石墨纸的硬质合金模具中，振实、放入热压烧结炉内，在进行热压烧结时，先在室温下升压至500MPa并保压20min，然后降低压强至250～320MPa，再以10～12℃/min的升温速度升温至750～900℃，并在该条件下热压烧结1.0～1.5h，最后获得轻质高熵合金块材。4.根据权利要求3所述的一种轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、按质量分数：Al：57.9％、Cu：10.5％、Cr：8.6％、Fe：9.0％、Ni：10.0％，Si：4.0％，粉末混合均匀后装入棒磨罐中，抽真空至1×10-2Pa，充氩气至1×105Pa，此过程反复操作三次，防止合金化过程中粉末被氧化；以上粉末纯度均≥99.9％，粒度均为200目；(2)、粉末经振动棒磨机合金化30h，对棒磨罐抽真空至1×10-1Pa，向棒磨罐充入无水乙醇，粉末与无水乙醇的体积比为1:3，继续研磨10min后，将高熵合金粉末与酒精的混合物取出；(3)、将步骤(2)制得的混合物静置20h并滤去上层清液，置于真空干燥箱中，其中，干燥箱真空始终保持至1×10-1～1×10-2Pa，温度保持至70～75℃，保温干燥12h，得到高熵合金粉末，最终将该粉末真空封装保存；(4)、将步骤(3)制得的轻质高熵合金粉末装入内表面铺放有石墨纸的硬质合金模具中，振实并放入热压烧结炉内；在进行热压烧结时，先在室温下升压至500MPa并保压20min，然后降低压强至280MPa，再以10℃/min的升温速度升温至750℃，并在该条件下热压烧结1.0h，最终获得轻质高熵合金块材。2CN109913