[发明专利]一种高熵合金钎料的制备方法及用途

说明书

本发明涉及一种高熵合金钎料的制备方法及用途，该高熵合金钎料的制备方法包括(1)保护气体存在下，按摩尔百分数称取15‑35％的Ni粉、15‑35％的Cr粉、15‑35％的Co粉、15‑35％的Fe粉，混合后高能球磨；(2)对球磨后产物进行放电等离子烧结，得到高熵合金钎料。本发明采用的高能球磨与放电等离子体烧结技术，简化了制备工艺，提高了制备效率，所制备的高熵合金钎料熔点1300℃以下，与SiC的接触角在40°左右，且成分均一，致密度高。

技术领域

本发明涉及高熵合金钎料领域，尤其涉及一种高熵合金钎料的制备方法及用途。

背景技术

非氧化物陶瓷是航空航天领域重要的超高温结构材料，其具有优异的物理力学性能，如高强度、高硬度、耐磨蚀、抗热震、抗氧化、低膨胀等。然而，并且由于其硬度高和脆性大，不易制备复杂形状的制品，对成品的后续加工提出了很高的要求，因此，很多情况下都需要和金属或合金钎焊连接后一起使用。

在实际应用中，要使焊料较为容易通过毛细管力充满焊缝通常要求金属焊料对SiC陶瓷有良好的润湿性，即接触角一般小于40°。然而，一些金属材料对SiC陶瓷对润湿性较差，如锡对SiC陶瓷的接触角为75°-165°，铅对SiC陶瓷的接触角为160°-170°；另外有一些金属材料对SiC陶瓷对润湿性随温度升高而得得到改善，如铁对SiC陶瓷的接触角为75°-165°(1633K)，钴对SiC陶瓷的接触角为55°-63°(1803K)，镍对SiC陶瓷的接触角为36°-86°(1623K)，但是过高的温度极大提高了实际应用的成本。

关于提高金属/SiC的高温润湿性，目前主要研究的方向是对SiC进行表面改性。专利CN101157574公开了一种高性能陶瓷表面金属化处理工艺，即通过电镀和烧镍在材料表面形成金属化层来提高钎焊陶瓷的性能；专利CN100348778C和CN100348777C则通过化学镀的方法对陶瓷颗粒表面进行化学镀铜和镀钨处理；专利CN102020483B在进行陶瓷-金属连接过程中通过将陶瓷浸入铝或铝合金熔液中让陶瓷表面粘附一层铝或铝合金薄膜来对陶瓷材料进行表面处理。然而，这些SiC陶瓷表面形成的金属膜层结合不够紧密，不能应用于高温场合。

因此，开发一种工艺简单、生产流程短、产物润湿性好及熔点合适的陶瓷用高熵钎料的制备方法是重要研究方向。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高熵合金钎料的制备方法及用途。所述的制备方法工艺简单，生产流程短，所制备的高熵合金钎料熔点合适，对陶瓷的润湿性能好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种高熵合金钎料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在保护气体存在下，按摩尔百分数称取15-35％的Ni粉、15-35％的Cr粉、15-35％的Co粉、15-35％的Fe粉，混合后进行高能球磨，得到球磨后产物；

(2)对球磨后产物进行放电等离子体烧结，得到高熵合金钎料。

本发明所述Ni粉的摩尔百分数为15-35％，例如可以是15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％或35％。

本发明所述Cr粉的摩尔百分数为15-35％，例如可以是15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％或35％。

本发明所述Co粉的摩尔百分数为15-35％，例如可以是15％、18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％或35％。

本发明所述Fe粉的摩尔百分数为15-35％，例如可以是15％、17.5％、20.0％、23.5％、25％、28.7％、30％、33.3％或35％。