[发明专利]一种B4C-HEAs梯度材料及其制备方法

权利要求书

1.一种B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，所述B₄C-HEAs梯度材料由N层材料烧结为一体结构，其中N≥5，N层材料自上而下由富陶瓷层通过多个中间层逐步过渡到富金属层，每层的HEAs质量呈梯度上升变化，所述HEAs是由机械合金方法制备的合金粉末，所述富陶瓷层的HEAs含量为1wt％～50wt％，硅的含量为0wt％～5wt％，其余为B₄C；所述富金属层的HEAs含量为50wt％～100wt％，硅的含量为0wt％～5wt％，其余为B₄C，所述B₄C-HEAs梯度材料为B₄C-高熵合金梯度材料。

2.如权利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，相邻两层之间HEAs含量的变化量为1wt％～10wt％，相邻两层之间B₄C含量的变化量为1wt％～10wt％。

3.如权利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，每层厚度1mm～10mm。

4.如权利要求1所述的B₄C-HEAs梯度材料，其特征在于，所述HEAs是以Co、Cr、Fe、Ni、Al、Cu、Zn、Ti、Mn、Zr、Ta、Sn、Y、Mo、V、Nb、W、Ir、Cd元素中选取五种或五种以上以等原子比混合后制备而得。

5.如权利要求1至4任一项所述的B₄C-HEAs梯度材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)混料步骤：

将N份原料分别倒入混料罐，利用滚筒球磨机混料，混合后的料浆干燥过筛后得到N份混合料，N≥5；N份原料中，第1份原料的组成为：HEAs合金粉体含量为1wt％～50wt％，硅粉的含量为0wt％～5wt％，其余为B₄C粉；第N份原料的组分比为：HEAs合金粉体含量为50wt％～100wt％，硅粉的含量为0wt％～5wt％，其余为B₄C粉；

自第1份原料到第N份原料，每份原料的HEAs合金粉体含量呈梯度上升变化，相邻两份原料的HEAs合金粉体含量的变化量为1wt％～10wt％；

(2)分段烧结步骤：

将所述N份混合料按照HEAs合金粉体含量递增的顺序，分为2M-1组，M＝2～4，其中，各偶数组仅包括1份混合料，各奇数组包括多份混合料，将M个奇数组分别置入M个石墨模具中，在各石墨模具中，按照HEAs合金粉体含量递增的顺序，将各份混合料依次铺层，混合料与石墨模具之间以石墨纸隔开；

然后将填充混合料的M个石墨模具分别在1000℃～1800℃的不同温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结，得到M个烧结料；

(3)连接步骤：

按照HEAs合金粉体含量递增的顺序，将对应1号组和3号组的两个烧结料中间夹以2号组的混合料，置于石墨模具中，在1500℃～1700℃温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结，得到多层梯度材料；若M＝2，则连接结束，所述多层梯度材料即为制得的梯度材料；

若M＞2，继续按照HEAs合金粉体含量递增的顺序，将所述多层梯度材料和对应5号组的烧结料中间夹以4号组的混合料，置于石墨模具中，在1200℃～1600℃温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结；

如此继续，直至将对应第2M-1组的烧结料进行热压烧结或放电等离子体烧结，最后烧结温度为1100℃～1500℃，得到梯度材料。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混料步骤中，所述HEAs合金粉体纯度大于或等于99.5％，粒度为325目，其中氧含量小于或等于0.3％；所述硅粉纯度大于或等于99.999％，粒度为325目，含氧量小于或等于0.001wt％；所述B₄C粉纯度大于或等于99.0％，平均粒径1-10μm，含氧量小于或等于0.6wt％。