[发明专利]高主元单相密排六方结构的高熵合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高主元单相密排六方结构的高熵合金，其特征在于：由以下原子比的元素组成；Sc_xY_xLa_xNd_xGd_xTb_xDy_xHo_xEr_xLu_x；其中x为原子百分比，x=10；

以成分配比为Sc_xY_xLa_xNd_xGd_xTb_xDy_xHo_xEr_xLu_x，纯度达99.99%的钪、钇、镧、钕、钆、铽、镝、钬、铒、镥为原料，通过真空电弧炉熔炼技术制成单相密排六方结构的高熵合金。

2.根据权利要求1所述的高主元单相密排六方结构的高熵合金，其特征在于：通过对组成元素进行热力学参数计算，得出该合金为单相密排六方结构的高熵合金；构成合金的主元高达十个元素且全部为稀土元素，最后形成了单相密排六方结构的合金。

3.一种权利要求1所述的高主元单相密排六方结构的高熵合金的制备方法，其特征在于：

制备步骤是：

（1）配料：

所用原料的纯度均不低于 99.99%，根据合金中各主元的摩尔比换算成质量比，并计算出各元素的质量，计算结果精确到 0.001 g；去除纯金属表面的氧化皮后切取各元素，用电子天平进行称量，称量误差范围为 ± 0.005 g；将按照名义成分配制的纯金属主元用酒精进行超声波清洗，然后用吹风机将原料吹干；

共配制三份10克的原料分别进行熔炼；

（2）熔炼：

熔炼设备采用WK-Ⅱ型非自耗真空电弧炉，内置水冷铜坩埚，熔炼过程分为四步：

①放料：清洗炉膛，将配好的原料放入三个水冷铜模坩埚内，根据各元素的熔点从低到高的顺序，依次从下往上放置，其中一个坩埚槽内放置高纯钛锭，关好炉门；

②抽真空：先采用机械泵进行第一级抽真空，使炉体内压力小于5 Pa之后，关闭机械泵阀门；打开分子泵进行第二级抽真空，当炉内压力达到10^-3 Pa以后，关闭分子泵阀门；打开充气阀门，向炉体内充入纯度为99.99%的高纯氩气到0.4-0.5个大气压，关闭充气阀门；

③熔炼：起弧后，首先对纯钛锭进行熔炼，检测炉体内部残余的氧气；待钛锭冷却后，若表面无明显变色，开始熔炼合金；

最后将三个10克的合金锭熔炼为一个30克的合金锭，用机械手放置于一个坩埚内再熔炼，反复熔炼5-6次，以确保熔炼的均匀性；

④冷却：合金锭在水冷铜坩埚内冷却十分钟以后取出，熔炼好的合金锭为纽扣状，清理设备。

4.根据权利要求3所述的高主元单相密排六方结构的高熵合金的制备方法，其特征在于：使用的熔炼设备为WK-Ⅱ型非自耗真空电弧炉，是利用弧光放电产生的电弧热熔炼金属；该电弧炉是在真空状态下将自耗电极接负极，坩埚接正极，通电时产生高温将金属原料融化，合金的化学成分经充分搅拌已达到均匀，最后熔融的金属在水冷坩埚内进行冷却。