[发明专利]一种软磁性高熵合金粉末及其制备方法

说明书

本发明提出了一种软磁性高熵合金粉末及其制备方法，所述软磁性高熵合金粉末由摩尔比为0～2：1：1：1：1：1的Co、Cr、Cu、Fe、Mn和Ni制成，所述软磁性高熵合金粉末的各合金化元素形成了FCC结构为主的纳米晶过饱和固溶体结构，各元素含量的原子百分比接近其名义成分，高熵合金粉末的磁化强度21～52emu/g，矫顽力14‑63Oe，剩磁率Mr/Ms为3～16％。本发明采用机械合金化制备的高熵合金粉末，具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力，具有较好的软磁性能。

技术领域

本发明涉及高熵合金粉末技术领域，特别是指一种软磁性高熵合金粉末及 其制备方法。

背景技术

高熵合金是由五种或五种以上金属元素组成且每种元素原子百分比介于 5％～35％的新型合金体系。这种多元高熵合金由于多元素混合而具有较高的混乱 度，产生异与传统合金的组织和性能特点，如高强度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧 化以及良好的电磁学性能，引起国内外学者的广泛关注。目前研究较多的合金 系统主要有CoCrFeMnNi，CoCrCuFeNi，CuCrFeMnNi和CoCrCuFeMn，这些 合金表现出简单的固溶体组织、良好的热稳定性和可塑性等。这些合金体系大 多采用铸造方法获得，尤其是含Cu合金通常在铸造过程中产生成分偏析而形成 较大的枝晶结构，对合金的性能产生不利影响。

粉末冶金技术是一种较为成熟的合金制备工艺，不仅可以获得较大尺寸的 样品，还可消除成分偏析等缺陷。现有文献未发现关于粉末冶金法制备 CoCrCuFeMnNi合金体系的组织和性能研究的报道，尤其是采用机械合金化方 法制备具有软磁特性的高熵合金粉末鲜有报道。

而已报道的高熵合金粉末主要表现的是硬磁特性或者半硬磁特性，如下表 所示：

发明内容

本发明提出一种软磁性高熵合金粉末及其制备方法，采用Co、Cr、Cu、Fe、 Mn、Ni六种过渡族金属元素，采用机械合金化方法制备出具有简单固溶体结构 和良好软磁性能的新型高熵合金。

本发明的技术方案是这样实现的：一种软磁性高熵合金粉末，由摩尔比为 0～2：1：1：1：1：1的Co、Cr、Cu、Fe、Mn和Ni制成。

进一步地，所述软磁性高熵合金粉末由摩尔比为0.5：1：1：1：1：1的Co、 Cr、Cu、Fe、Mn和Ni制成，所述软磁性高熵合金粉末的晶体结构以FCC为主 相，BCC为次要相。FCC为面心立方，BCC为体心立方。

进一步地，所述软磁性高熵合金粉末由摩尔比为1～2：1：1：1：1：1的 Co、Cr、Cu、Fe、Mn和Ni制成，所述软磁性高熵合金粉末的晶体结构为单一 的FCC相。

进一步地，所述软磁性高熵合金粉末的磁化强度Ms为21～52emu/g，矫顽 力Hc为14-63Oe，剩磁率Mr/Ms为3～16％。

进一步地，所述软磁性高熵合金粉末FCC相的晶格常数0.3578～0.3568nm， 晶粒尺寸8.9-5.6nm，晶格应变1.05-1.84％。

进一步地，所述软磁性高熵合金粉末的颗粒形貌为层片状。

一种制备上述软磁性高熵合金粉末的方法，包括以下步骤：

(1)将Co、Cr、Cu、Fe、Mn和Ni元素粉末混合均匀后，进行机械球磨 处理，球磨转速为300rpm，球料比为10:1，球磨罐中冲有惰性气体Ar保护： 干磨0～45h；

(2)将步骤(1)中获得的合金化粉末在50℃下，真空干燥2～4天；最后 过筛获取粒径小于75μm的高熵合金粉末。