[发明专利]一种含高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的复合材料及其制备方法及装置

权利要求书

1.一种含高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的复合材料的制备方法，所述复合材料包括基体与高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层，所述高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的厚度为5~10mm，所述高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层中含有高熵合金与氧化铝，且所述氧化铝在所述高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层中的体积分数由底层到顶层呈连续梯度变化，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将高熵合金主元元素的氧化物或单质与铝粉混合获得铝热剂，其中，所述主元元素的氧化物或单质中至少包含一种主元元素的氧化物；

（2）将步骤（1）中的铝热剂置于铝热反应器中，点燃铝热剂激发铝热反应得到合金熔体，搅拌翻滚流动分层、静置后得到至下而上氧化铝陶瓷颗粒浓度逐渐增加的连续梯度分布复合熔体；静置的时间为0~10s，温度为1800~2010℃；

（3）将步骤（2）中的得到的连续梯度分布复合熔体经喷射涂覆装置雾化成高熵合金与陶瓷颗粒的混合熔滴，并连续喷射涂覆于一待涂覆基体表面得到含高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层的复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝在所述高熵合金/陶瓷连续梯度复合涂层中的体积分数为0 ~50%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝热剂中还添加有预合金粉末与反应助剂，所述预合金粉末为至少两个主元元素组成的合金粉末，所述反应助剂为KClO₃、K₂CrO₇和KMnO₄中的一种或几种，所述预合金粉末与主元元素单质的加入总量占所述铝热剂质量的10~30%。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，将所述铝热剂置于铝热反应器之前，先将所述铝热反应器预热至500～720℃；搅拌时采用电磁搅拌装置，且控制所述电磁搅拌装置的内壁与铝热反应器的外壁间距为0.25~0.50mm，电磁搅拌装置的频率为5~25Hz，电流为180~350A，铝热反应结束后持续搅拌5~30s。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述喷射涂覆前先将所述待涂覆基体表面预热至400～800℃，且控制被预热的表面厚度为0.2~0.5mm。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中喷射涂覆时，雾化气体的气压为0.5～1.0Mpa，雾化角度为0°～30°，所述待涂覆基体的移动速率为5~30mm/s，所述喷射涂覆装置的喷嘴与待涂覆基体表面的高度为50～200mm，喷嘴内径为5～8mm。