[发明专利]一种高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，通过气体分散搅拌装置将机械合金化后制备的高熵合金颗粒加入到熔融的铝合金基体中搅拌分散，之后进行振动除气，最后采用铸造工艺制备成型高熵合金颗粒增强铝基复合材料的成型件。

2.如权利要求1所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的气体分散搅拌装置包括通气搅拌器(14)，通气搅拌器(14)通过传动结构(10)由电机(11)驱动，通气搅拌器(14)依次通过旋转接头(9)、软管(8)与气瓶(3)连通，气瓶(3)与软管(8)之间连接有颗粒分散室(6)，颗粒分散室(6)的底部与变截面通管(7)的较粗端连通，变截面通管(7)的较细端设于软管(8)内，颗粒分散室(6)的顶部与装有高熵合金颗粒(4)的颗粒料室(1)连接；使用时，通气搅拌器(14)设于装有铝合金基体(12)的坩埚(13)内。

3.如权利要求2所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述颗粒料室(1)与颗粒分散室(6)之间设有颗粒流量控制阀(5)；所述气瓶(3)与颗粒分散室(6)之间设有气体流量控制阀(2)。

4.如权利要求1所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤，

步骤1)：将多种金属粉末按照所需合金的摩尔原子比和质量分数，计算出各成分含量并称量、混粉，混合均匀后抽真空，并在氩气保护下进行机械合金化，合金化时间为10-72h；转速为150r/min-500r/min，过程控制剂为无水乙醇，温度为室温，合金化完成后过筛获得高熵合金颗粒，高熵合金颗粒的粒径分布为1-500μm；

步骤2)：将高熵合金颗粒在60-150℃条件下预热20-90min，将铝合金加热熔化至680-780℃，通过气体分散搅拌装置将预热的高熵合金颗粒加入到铝合金基体中，搅拌速度为100-500r/min，完全加入后继续搅拌5-30min，得到混合熔体，静置后在620-720℃条件下进行超声振动或机械振动分散除气处理，得到高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料熔体；

步骤3)：将高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料熔体进行铸锭的浇铸或倒入成型模具料室内，合型，制得高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的成型件，然后进行固溶、时效热处理。

5.如权利要求1-4任意一项所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料中高熵合金颗粒的质量分数为0.1％-20％，铝合金的质量分数为80％-99.9％；所述高熵合金颗粒为CoCrFe系、CoCrFeNi系、AlCoCrFe系、AlCoCrNi系、CoCrNiCu系合金，以及Ti、Mg、Zn、Si、Mo、B、Sc、V和Mn中的至少一种元素；所述高熵合金颗粒中每个元素的原子百分比的范围为5％～35％。

6.如权利要求1-4任意一项所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的铝合金基体为变形铝合金、铸造铝合金和铝锂合金中的至少一种；所述的变形铝合金为1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx和7xxx合金中的至少一种；所述的铸造铝合金为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系和Al-RE系中的至少一种。

7.如权利要求4所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中超声振动的频率为20kHZ，机械振动的频率为50Hz，处理时间均为3-20min。

8.如权利要求4所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中成型件的成型工艺采用半连续铸造、连续铸造、重力铸造、高压铸造、低压铸造、液态模锻或挤压铸造。

9.一种权利要求1-8任意一项所述的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料的制备方法制备的高熵合金颗粒细化增强铝基复合材料。