[发明专利]一种高熵合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种高熵合金的制备方法，称取高熵合金中各元素的氧化物粉末并混合均匀；将混合后的氧化物粉末作为阴极，采用熔盐电沉积法制备高熵合金粉末；再将高熵合金粉末置于石墨模具中，放入热压烧结炉中进行真空热压烧结，得到高熵合金块体；所述高熵合金为Al_xCoCrFeNi高熵合金，该Al_xCoCrFeNi高熵合金中各元素的氧化物粉末分别为Al₂O₃、CoO、Cr₂O₃、Fe₂O₃和NiO；其中，Al₂O₃、CoO、Cr₂O₃、Fe₂O₃和NiO的摩尔比为（0‑24）：（25‑34）：（11‑17）：（11‑17）：（25‑34）。本发明制得的高熵合金块体的致密度高，力学性能好，耐腐蚀性强，并且工艺流程短、制备温度低、生产成本低，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种高熵合金的制备方法。

背景技术

高熵合金（High-entropy alloys，简称HEAs）作为一种新型的金属材料，因其独特的成分、微观结构和优异的性能而受到越来越多的关注。

根据初始生产状态将HEAs的制备方法分为四类，分别为液相法、固相法、气相法和电化学法。液相合成法是制备HEAs最广泛的方法，主要包括电弧感应熔炼、热喷涂、激光熔覆和定向凝固。液相法的缺点是加工温度高，难以保证产品充分的均匀性。固相法又被称为机械合金化法，该方法能耗大，易氧化，在制备块状产品时，还需要经过压制和烧结过程。气体状态合成法不仅需要复杂昂贵的设备，而且不能大量制备HEAs产品，规模化困难。此外，以上合成方法都必须以纯金属为原料，导致制备HEAs的生产成本高，加工路线长。

目前，也有研究采用金属氧化物来制备高熵合金的方法，即通过将一定配比的合金成分氧化物粉末混合后烧结成块状，然后再电解得到高熵合金。但是，通过这样的制备方法制备出的高熵合金块体，虽然保留了固体氧化物前驱体的形状，但在电解过程中由于氧离子的脱除，使得高熵合金块体的内部疏松多孔，致密性差，因此导致制备得到的高熵合金块体的硬度低、强度差，严重制约了产品的应用。

因此，需要研发一种高熵合金的制备方法，获得力学性能优良的高熵合金，并且降低高熵合金的制备成本。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高熵合金的制备方法，解决现有方法制备的高熵合金力学性能差且制备成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高熵合金的制备方法，称取高熵合金中各元素的氧化物粉末并混合均匀；将混合后的氧化物粉末直接作为阴极，采用熔盐电解法制备高熵合金粉末；再将高熵合金粉末置于石墨模具中，放入热压烧结炉中进行真空热压烧结，得到高熵合金块体。

进一步，所述高熵合金为Al_xCoCrFeNi高熵合金，该Al_xCoCrFeNi高熵合金中各元素的氧化物粉末分别为Al₂O₃、CoO、Cr₂O₃、Fe₂O₃和NiO；其中，Al₂O₃、CoO、Cr₂O₃、Fe₂O₃和NiO的摩尔比为（0-24）：（25-34）：（11-17）：（11-17）：（25-34）。

进一步，具体包括如下步骤：