[发明专利]一种高强度金属耐磨化合物材料及其制备方法

说明书

一种高强度金属耐磨化合物材料及其制备方法，属于无机金属化合物制备领域，其分子式为Alsubgt;x/subgt;Ysubgt;y/subgt;CuFeNiMnsubgt;p/subgt;Osubgt;q/subgt;Zr，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤1；0.1≤p≤1.3；0.1≤q≤0.5；0.02≤x/(x+y+p+q+4)0.25；0.01≤y/(x+y+p+q+4)0.18；0.02≤p/(x+y+p+q+4)0.25；0.01≤q/(x+y+p+q+4)0.10。具体步骤为：按化学式称取所需原料置于研钵中混合；将混合后的粉末装入石墨模具，放电等离子烧结炉中温压成块；将块体置于真空熔炼炉进行熔炼，真空吸铸进水冷铜模中，取出样品，即得目标化合物。本发明化合物与原料金属元素配比成分一致，其物相结构是由两种面心立方相构成的双相化合物结构；所制备化合物双相比例可调，且化合物材料致密度高、耐磨性能好；操作简便，工艺简单。

技术领域

本发明属于无机金属化合物制备领域，具体涉及一种高强度金属耐磨化合物材料Al_xY_yCuFeNiMn_pO_qZr及其制备方法。

背景技术

金属化合物作为一种重要的合金相，可由多种组元按一定比例(一定的成分)构成一个新的点阵，它既不是溶剂的点阵，也不是溶质的点阵，通常金属化合物晶体结构较为复杂，典型特征是金属化合物的晶体结构类型不同于任一组元，其组成可用化学式表示，而非组合物。合金相按照晶体结构分类，除了金属化合物外，另一种是固溶体结构，是指一种组元(溶质)溶解在另一种组元(溶剂，一般是金属)中，其特点是溶剂(或称基体)的点阵类型不变，溶质原子或是代替部分溶剂原子而形成置换式固溶体，或是进入溶剂组元点阵的间隙中而形成间隙式固溶体。近些年来，多主元高混合熵化合物作为研究的热点，如高熵合金、高熵陶瓷等。新型高熵化合物的出现可为传统化合物材料的提供更为广阔的空间和发展潜力。对于金属材料而言，传统理论认为多种组元易于形成硬而脆的金属间化合物，从而限制了其应用范围；但对高熵化合物材料而言，可以在提高硬度与耐磨性等性能的同时，兼具塑性和韧性等，因此引起了广泛关注。虽然报道的新型多主元高熵合金倾向于形成简单的晶体结构，如：面心立方、体心立方、密排六方等；但与传统合金的面心立方金属(如：铝、铜、金、银、镍等)的空间群或点阵常数有显著区别，显然与传统合金不属于同一类型；当然同样是高熵化合物，即便晶体结构相同(如：都是面心立方结构)仍然存在多种类型的高熵化合物，这也是传统合金种类的本质区别一致，同属于面心立方铝和铜之所以不同在于其晶体结构和点阵常数大小等来进行区分的，与传统合金和高熵合金种类的本质区别一致，同样是基于其晶体结构和点阵常数大小等来进行区分的。本发明高强度金属耐磨化合物材料Al_xY_yCuFeNiMn_pO_qZr属于具有典型结构特征且具有新型晶体结构的化合物发明专利，而非组合物发明专利，可兼具良好的硬度耐磨性与塑性韧性。因此，通过设计和制备一种高强度金属耐磨化合物材料，具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度金属耐磨化合物材料Al_xY_yCuFeNiMn_pO_qZr及其制备方法。

本发明提出的Al_xY_yCuFeNiMn_pO_qZr高强度金属耐磨化合物材料及其制备方法,通过真空熔炼法所制备的金属化合物是由两种简单立方相(空间群分别为：P-43m(215)和Pm-3m(221))构成的双相化合物结构，其分子式为Al_xY_yCuFeNiMn_pO_qZr；所制备化合物双相比例可调，且化合物块体致密度高、耐磨性能好。