[发明专利]含Re的高密度ReWTaMoNbx

说明书

本发明公开了一种含Re的高密度ReWTaMoNb_X高熵合金材料及制备方法，所述合金材料的组成为ReWTaMoNb_X，合金中Re/W/Ta/Mo元素中任意两元素的摩尔比为0.95～1.05，Nb与其它任一元素的摩尔比x＝0～1。其制备方法如下：混料：称量Re、W‑Mo、Ta、Nb金属粉末，球磨混合均匀；制备预制块：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；电弧熔炼制备高熵合金：采用高真空非自耗电弧熔炼炉在高纯氩气保护下将预制块熔炼成母合金锭。所得高熵合金材料具有高密度和高硬度，密度不低于15g/cm³，硬度不低于5700MPa，可用于核工业、航空航天及高压物理等领域。

技术领域

本发明涉及一种含Re的高密度ReWTaMoNb_X高熵合金材料及制备方法，属于合金材料技术领域。

背景技术

高熵合金由于具有较高的混合熵，高于合金的熔化熵，合金凝固后不仅不会形成大量的金属间化合物，反而会形成简单的体心立方或面心立方等固溶相。同时，高熵合金具有严重的晶格畸变导致高的固溶强化和原子迟滞扩散，因而具有一系列优异的特性，包括高硬度、高加工硬化、耐高温软化、耐腐蚀、高电阻率等特性组合，使得高熵合金的应用层面多姿多彩，潜在应用前景非常广泛，成为当今研究热点之一。

在尖端科学技术中，航空航天领域的导航仪表陀螺仪、直升飞机旋转叶片的平衡配重等；兵器工业中的药型罩、核反应堆的屏蔽材料等；高压物理领域的密度梯度材料等，都需要材料具有较高密度。

迄今为止，研究最多的高熵合金元素有Al,Co,Cr,Cu,Fe,Mn, Ni,Ti和V，几乎所有关于高熵合金室温机械性能的报道都是在 CoCrFeNi基体中添加其它一种或几种元素。另一类广泛研究的高熵合金元素为Cr,Hf,Mo,Nb,Ta,Ti,V,W和Zr，这类元素多为难熔元素，此类难熔合金通常以HfNbTaZr,MoNbTaW,CrMoNbTa和 CrNbVZr为基。然而，目前所研制的高熵合金的密度均较低，其中 WNbMoTa的密度最大，仅为13.75g/cm³。同时，关于高密度Re的高熵合金体系鲜有报道。

发明内容

针对现有高熵合金密度较低的不足，本发明根据高熵合金设计理念，合理选用满足固溶体形成条件的高密度金属元素，成功制备出一种含Re的高密度ReWTaMoNb_X高熵合金材料。

本发明还提供高密度ReWTaMoNb_X高熵合金材料的制备方法，该方法中采用细粉原料，达到粉体均匀混合，并采用冷高压成型技术，有效降低预制块中空气含量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种含Re的高密度 ReWTaMoNb_X高熵合金材料，其特征在于：所述合金材料的组成为 ReWTaMoNb_X，合金中Re/W/Ta/Mo元素中任意两元素的摩尔比为 0.95～1.05，Nb与其它任一元素的摩尔比x＝0～1。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的含Re的高密度 ReWTaMoNb_X高熵合金材料进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述所得高熵合金材料具有高密度和高硬度，密度不低于15g/cm³，硬度不低于5700MPa。

一种含Re的高密度ReWTaMoNb_X高熵合金材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、混料：按照摩尔比0.95～1.05：1.9～2.1：0.95～1.05： 0～1称量Re、W-Mo、Ta、Nb金属粉末，球磨混合均匀；所述的W- Mo金属粉为摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05W粉和Mo粉的混合粉末或为W和Mo的摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05的W-Mo合金粉；