[发明专利]高熵合金基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.高熵合金基复合材料，其特征在于高熵合金基复合材料按体积百分比由1％～45％的增强相和55％～99％的高熵合金基体制成；其中增强相为TiC、TiB₂、TiB、B₄C、Al₂O₃、Ti₃Al、TiAl、Ti₅Si₃、Zr₂O₃、AlN或TiN。

2.根据权利要求1所述的高熵合金基复合材料，其特征在于高熵合金基复合材料中各元素原材料的纯度不低于99.9％。

3.如权利要求1所述高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于高熵合金基复合材料采用原位自生方法或非原位自生方法制备。

4.根据权利要求3所述的的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于高熵合金基复合材料采用电弧熔炼、感应熔炼、自蔓延-熔铸或粉末冶金工艺制造。

5.根据权利要求3所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于采用电弧熔炼工艺制造高熵合金基复合材料按以下步骤进行：一、按1％～45％增强相和55％～99％高熵合金基体的体积百分比称取各元素原材料；二、将各元素原材料按熔点由低到高的顺序先后放入非自耗电弧熔炼炉的铜模坩埚，然后抽真空到真空度低于6.0×10^-3MPa，再充入高纯度氩气至非自耗电弧熔炼炉内压力为0.05MPa；三、引弧熔炼，熔炼电流为250A～400A，反复熔炼4～8次，每次熔炼时间约为2±0.2min；即得到高熵合金基复合材料。

6.根据权利要求3所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于采用感应熔炼工艺制造高熵合金基复合材料按以下步骤进行：一、按1％～45％增强相和55％～99％高熵合金基体的体积百分比称取各元素原材料；二、将各元素原材料放入石墨坩埚中，然后抽真空到真空度低于2.0×10^-3MPa；三、充入高纯度氩气，在氩保护气氛下熔炼，熔炼电流为50～70A，熔炼时间为5～10min；即得到高熵合金基复合材料。

7.根据权利要求3所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于采用自蔓延-熔铸工艺制造高熵合金基复合材料按以下步骤进行：一、按1％～45％增强相和55％～99％高熵合金基体的体积百分比称取各元素原材料，其中增强相中各元素原材料为粉末状；二、将增强相中各元素原材料与高熵合金基体中熔点低于1550℃的金属元素粉末密封混合均匀，然后压制成块，再进行冷压制成致密度为45％～55％的冷压预制块；三、将冷压预制块放入电磁感应熔炼炉中，在氩保护气氛下烧结，然后再将高熵合金基体中其余的元素原材料一起进行电磁感应熔炼，熔炼电流为50～70A，熔炼时间为10min；即得到高熵合金基复合材料；步骤三在氩保护气氛下烧结电流为30～70A、烧结时间为4min。

8.根据权利要求7所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中增强相中各元素原材料与铜粉在混合滚筒转速为30～100r/min的条件下混粉24h，冷压压力为160MPa，保压时间为1min。

9.根据权利要求3所述的高熵合金基复合材料的制备方法，其特征在于采用粉末冶金工艺制造高熵合金基复合材料按以下步骤进行：一、按1％～45％增强相和55％～99％高熵合金基体的体积百分比称取各元素粉状原材料；二、将各元素原材料密封混合均匀，然后压制成块，再进行冷压制成致密度为45％～55％的冷压预制块；三、将冷压预制块干燥、除气，然后放入石墨模具进行热压烧结，热压烧结的升温速率为10℃/min，升温至1000～1300℃再施加27.7MPa的压力，并保温保压2h，之后随炉冷却至室温；即得到高熵合金基复合材料。