[发明专利]一种生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金及制备方法

权利要求书

1.一种生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金，其特征在于，所述高熵合金的组成通式为：Ti_aZr_bHf_cNb_dTa_e，其中a、b、c、d、e均为原子百分数，分别为：5≤a≤40，5≤b≤40，5≤c≤40，5≤d≤40，5≤e≤40，且a+b+c+d+e＝100。

2.根据权利要求1所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金，其特征在于，其中a、b、c、d、e分别为：10≤a≤30，8≤b≤32，10≤c≤25，15≤d≤35，8≤e≤26。

3.一种如权利要求1或2所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，合金配料：按照Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的组成用精度0.001g的天平对Ti、Zr、Hf、Nb、Ta进行配料；

步骤二，合金熔炼：将步骤一配好的原料送入真空冶炼炉中，调节真空冶炼炉真空室的真空度为2×10^-3Pa，然后充入保护气体，再开启真空冶炼炉对合金原料进行熔炼处理，熔炼结束，合金液冷却成型得到母合金；

步骤三，合金制备：将步骤二熔炼制得的母合金在室温下经90％冷轧变形后得到1.2mm厚的合金板材，然后将轧制后的合金板材封于真空石英管中，进行退火处理，处理条件为1200℃、保温15min后水淬，即得本发明的Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金。

4.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述Ti、Zr、Hf、Nb、Ta的纯度分别为99.99wt％、99.99wt％、99.95wt％、99.8wt％、99.95wt％。

5.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述充入保护气体为纯度高于99.8％的氩气，且充入保护气体使真空室的真空度至0.1×10⁵Pa。

6.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼处理的条件为：电弧电流为380A，熔炼时间为120s，且熔炼4次至合金成分均匀。

7.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤三制备的合金弹性模量低至54GPa。

8.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤三制备的合金室温抗拉强度不低于650GPa，塑性变形量可达6％。

9.根据权利要求3所述的生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤三制备的合金在模拟人体溶液中的腐蚀速率低于10^-3mm/year。