一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法.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CN106834878A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710212374.3(22)申请日2017.04.01(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人孙晓东朱和国(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红朱显国(51)Int.Cl.C22C30/02(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法(57)摘要本发明公开了一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法，其步骤为：制微波合成反应试样；装样：将压坯试样装入真空微波反应炉；抽真空；反应合成：调整输入功率；保温：当反应完全到达指定温度时，保温一段时间后炉冷；出炉：在真空微波炉中炉冷、取出，得到内生性高熵合金基复合材料。本发明工艺采用微波烧结的方式合成内生型高熵合金基复合材料，微波合成的增强体与基体之间润湿性良好，试样受热均匀热应力小，反应活化能低，合成温度较低，方法操作简单、安全可靠、节能省时、环境友好。CN106834878ACN106834878A权利要求书1/1页1.一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、将高纯的Al、Ni、Ti、Cr、Co、Mo、Cu、Fe、B粉混合后球磨，其中，混合比例按照目标复合材料的所需的增强体体积分数调整；第二步、将球磨后的粉体干燥，挤压成坯样，将试样置入真空微波炉后，抽真空；第三步、控制升温速率在20-50K/min，微波断续加热，以保证温度平稳上升，加热到450～700℃至试样发生生成增强体反应时,此时发生热爆，温度瞬时升高，升温曲线斜率发生改变，立即停止微波工作以保证试样自身组织致密化过程不受微波影响，待反应温度自行回落到原设定升温曲线时，继续升温到1100～1200℃下烧结；第四步、反应结束后保温30～60min后，得高熵合金基复合材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中，将高纯的Al、Ni、Ti、Cr、Co、Mo、Cu、Fe、B粉等摩尔比混合后球磨。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中，所述的球粉质量比为5：1；球磨转速为250-300p.r.m；球磨时间为6～8h。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二步中，干燥温度为110～120℃；抽真空至10－4～10－3Pa，于180MPa下挤压成坯样。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步中，继续升温到1100～1200℃下烧结10分钟。6.如权利要求1-5任一所述的方法合成的高熵合金基复合材料，其特征在于，所述复合材料主要是采用微波合成Al-Ni-Ti-Cr-Co-Mo-Cu-Fe-B系的高熵合金为基体和以颗粒TiB2为增强体组成的高硬耐磨复合材料。2CN106834878A说明书1/3页一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法技术领域[0001]本发明涉及一种高熵合金基复合材料的微波合成方法，特别是一种内生性高熵合金基复合材料的微波合成法，属于材料制备领域。背景技术[0002]微波烧结合成高熵合金基复合材料是指用微波加热代替传统热源加热方式，来加热混合好的试样，该方法生成增强体的反应温度比传统加热生成增强体的温度要低，制备的高熵合金试样组织致密性良好。该方法即环保无污染，又操作简单稳定性良好，同时又具有增强体分布均匀，基体结合紧密等优点。最为重要的是制备的材料性能更加优越，成型能力强。高熵合金基复合材料因其具有高硬度，高耐磨性，耐氧化能力，耐高温软化能力受到研究者的广泛关注。随着TiB2增强体的加入，在晶间会析出少量纳米Cu相，其屈服强度会有所增加，起到增韧效果。导电性和硬度也会相应的提高。高熵合金基复合材料在耐磨擦件的制备上应用广泛，除此之外在耐高温元件以及抗冲击元件的制备中也有少量应用。[0003]文献一利用真空电磁感应熔炼合成了六主元的高熵合金AlCoCrCuFeNi/TiC复合材料，耗时较长，能耗较高，对原料的熔炼要求高(盛洪飞，中国科学技术大学，2014)。较为常见的电弧熔炼技术，例如采用粉块与金属坏混合使用的合成方法制备的FeCrCoNiCuTi/TiC高熵合金复合材料(卢素华，哈尔滨工业大学，2008)，也难以避免增强体在基体中分布不均匀，界面结合性能较差的缺点，虽然耐磨性能有所提高，但屈服强度有所下降。迄今为止还未发现应用微波烧结合成高熵合金基复合材料的公开研究报道。发明内容[0004]本发明目的在于提供一种微波烧结制备内生性高熵合金基复合材料的方法，该工艺操作简单、安全可靠、节能省时