[发明专利]一种CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域。根据CoCrCuFeMoNi高熵合金根据等摩尔比分别称取Co、Cr、Cu、Fe、Mo和Ni粉末并混合均匀得到混合粉末，然后加入过程控制剂，在氩气条件下球磨制备CoCrCuFeMoNi高熵合金粉末；将球磨后的CoCrCuFeMoNi高熵合金粉末冷却，然后加入松节油和酒精，继续球磨，待球磨结束后，干燥得到粉末；将得到的粉末与纯铜粉末均匀混合然后采用真空热压烧结工艺进行烧结，最终制得CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铝基复合材料。本方法制备得到的CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料具有高强高硬和较好的塑性和力学性能，性质稳定。

技术领域

本发明涉及一种CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

铜是人类发现最早的金属之一，也是最实用的金属之一，有很好的延展性，其导电性仅次于银，导热性仅次于金和银。但铜的硬度和屈服强度较低，抗蠕变性能较差，制约了它在工业和军事中的应用。早在20世纪60年代就有研究者开展了向铜基体中加入增强相从而制备出铜基复合材料的研究，制得的材料既保留了铜的优点，又弥补了铜的不足。

铜中引入增强体的目的是提高铜材料的室温力学性能和高温力学性能同时尽可能保留铜本身优异的导电性和导热性。因此增强材料首先在高温下具有良好的化学稳定性，在复合材料的制备和使用中结构和性能不能发生明显的变化。其次要有良好的耐磨性，高的强度以及与基体良好的匹配性和界面润湿性。

颗粒增强体一般选用陶瓷颗粒和金属间化合物颗粒,常用的陶瓷颗粒增强体主要包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物，如Al₂O₃、ZrO₂、SiC、WC、AlN、Si₃N₄、TiB₂。另外石墨，金属间化合物MoSi₂都可以作为颗粒增强体加入基体铜中改善材料的性能。

传统的增强体如SiC和Al₂O₃有许多缺点例如基体与颗粒界面发生不良的界面反应会使界面出现剥离的现象并且会造成复合材料的致密度以及力学性能出现下降的趋势。

传统的合金均以一种或两种元素为主，通过添加少量的其他元素以达到某些特定的性能要求。台湾的叶均蔚教授，提出了全新的合金体系，即多主元高熵合金：“多主元高熵合金就是多种元素为主，主要元素五种以上。其中每种主要元素的原子百分比介于5%与35%之间，没有一种组元在原子百分比上会超过50%进而成为唯一主要元素。”该合金在热力学上具有很高的熵值，动力学上具有原子迟缓扩散效应，晶体结构上具有晶格扭曲效应此外多种元素的特性和它们之间的复杂作用使高熵合金呈一种鸡尾酒效应。这些特性是高熵合金相比传统合金更不倾向于形成金属间化合物且更容易形成简单的固溶体结构和纳米结构甚至非晶结构。多主元高熵合金具有较高的强度，良好的耐磨性、高加工硬化、耐高温软化、耐高温氧化、耐腐蚀和高电阻率等优异性能，这是许多传统合金所无法比拟的。但是如何选择具体的多主元高熵合金与具体的金属基配合对于本领域技术人员来说是个难题。

朱智轩等人发表了CoCrCuFeMoNi系高熵合金的组织与性能研究，具体公开了CoCrCuFeMoNi系高熵合金的组织和具体性能，但是并没有公开如何制备多主元高熵合金增强金属基复合材料。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料的制备方法。本方法制备得到的CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料具有高强高硬和较好的塑性和力学性能，性质稳定，本发明通过以下技术方案实现。

一种CoCrCuFeMoNi高熵合金颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其具体步骤如下：