[发明专利]一种在高熵合金表面制备Ni-Mo-P涂层的方法

说明书

本发明公开了一种在高熵合金表面制备Ni‑Mo‑P涂层的方法，在高熵合金表面镀上一层Ni‑Mo‑P涂层，再通过热处理提高涂层与基体之间的结合力，所得涂层提高了高熵合金的室温拉伸强度；最终形成具有Ni‑Mo‑P/高熵合金/Ni‑Mo‑P三明治结构的复合材料。本发明针对FCC结构高熵合金低强度的特点，通过在其表面镀上一层Ni‑Mo‑P涂层，并通过热处理提高涂层与基体之间的结合力进而提高高熵合金的室温拉伸强度；镀膜后的复合材料相比高熵基体室温拉伸强度有较大提高。

技术领域

本发明涉及一种在高熵合金表面制备Ni-Mo-P涂层的方法，属于材料技术领域。

背景技术

数千年来，人类的发展史和金属材料的发展史紧密相连。金属材料一直是人类最重要的材料之一，在国民经济和社会生活中具有重要的意义。高熵合金具有独特的结构、新颖的合金设计理念以及优异的综合性能，诸如高强度、高硬度、优异的耐蚀性和热稳定性、突出的的抗疲劳强度及断裂强度等，引起了大家广泛的关注。研究表明，材料的结构决定性能，对于面心立方结构的高熵合金，它往往表现出大塑性、低强度的特点，这在一定程度上限制了它的实际应用。所以，面心立方高熵合金的强化是一个亟待解决的问题。迄今为止，研究人员为优化面心立方结构高熵合金的力学性能做了大量的研究与探索，例如，He等人（F. He, Z. Wang, Journal of Alloys and Compounds, 667 (2016) 53-57.）将CoCrFeNiNb0.25 HEA在750℃进行退火处理，结果发现有板条状FCC相纳米方平组织析出并无规分布在先共晶FCC基体相中，从而使高熵合金同时具有优异的强度和塑性，其压缩断裂强度和压缩断裂应变分别高达2300 MPa和23.6%。除了以上提高高熵合金力学性能的方法之外，人们也采用了一些其他的方式来优化合金性能，比如说表面修饰。表面涂层，作为表面修饰方法的一种，能够良好地改善材料的强度和塑性。这主要得益于镀层材料能够抑制基体中位错的产生与扩展，其产生的背应力与反镜像力可以抵消位错的加载应力从而产生位错强化，提高基体的强度。

发明内容

本发明旨在提供一种在高熵合金表面制备Ni-Mo-P涂层的方法，在高熵合金表面镀上一层Ni-Mo-P非晶合金并对其进行热处理提高结合力，形成Ni-Mo-P/高熵合金/Ni-Mo-P三明治结构的复合材料，由于Ni-Mo-P涂层具有较高的强度，并且热处理后涂层与基体之间的结合力较好，因此相比高熵合金基体，镀膜后复合材料的室温拉伸强度有较大提高。

本发明构思：虽然高熵合金性能优异，应用前景广阔，但是单论某一类合金，例如面心立方体系高熵合金，其较低的室温拉伸强度限制了它的发展。所以，面心立方高熵合金的强化是一个亟待解决的问题。本发明针对FCC结构高熵合金低强度的特点，通过在其表面镀上一层Ni-Mo-P涂层，并通过热处理提高涂层与基体之间的结合力进而提高高熵合金的室温拉伸强度。在涂层/基体体系中，涂层的存在可以抑制位错在界面处的发射，并且其产生的背应力可以抵消位错扩展的动力，从而提高基体的强度。热处理可以提高涂层与基体之间的结合力，使得涂层与基体在拉伸过程中可以协调一致变形。另外，热处理过程使得非晶涂层晶化，在涂层中产生弥散的坚硬纳米晶颗粒，使得热处理后的涂层依旧具有高强度、高硬度，有利于提高系统的力学性能。

本发明提供了一种在高熵合金表面制备Ni-Mo-P涂层的方法，在高熵合金表面镀上一层Ni-Mo-P涂层，再通过热处理提高涂层与基体之间的结合力，所得涂层提高了高熵合金的室温拉伸强度；最终形成具有Ni-Mo-P/高熵合金/Ni-Mo-P三明治结构的复合材料。

所述的在高熵合金表面制备Ni-Mo-P涂层的方法，具体包括以下步骤：

（1）配制化学镀液：