[发明专利]颗粒增强难熔高熵复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种颗粒增强难熔高熵复合材料，其特征在于，其包括基体相和分布在所述基体相中的WC颗粒，所述基体相为由Nb、Mo、Ta、W和Re元素组成的Nb-Mo-Ta-W-Re合金；所述WC颗粒的质量为所述基体相质量的1～10％。

2.根据权利要求1所述的颗粒增强难熔高熵复合材料，其特征在于，所述颗粒增强难熔高熵复合材料的平均晶粒粒径为7.2～12.5μm；

所述颗粒增强难熔高熵复合材料的微观组织由NbNoTaWRe体心立方固溶体、富含Nb和Ta元素的颗粒相以及WC颗粒相组成。

3.根据权利要求1所述的颗粒增强难熔高熵复合材料，其特征在于，所述Nb、Mo、Ta、W和Re元素以等原子比组成所述Nb-Mo-Ta-W-Re合金，其原子式为NbMoTaWRe；或者

所述Nb、Mo、Ta、W和Re元素以非等原子比组成所述Nb-Mo-Ta-W-Re合金，其原子式为Nb_aMo_bTa_cW_dRe_f；其中，原子百分比a、b、c、d、f均为13％～35％，且a+b+c+d+f＝100％。

4.根据权利要求1所述的颗粒增强难熔高熵复合材料，其特征在于，所述WC颗粒的粒径为1～5μm。

5.根据权利要求2所述的颗粒增强难熔高熵复合材料，其特征在于，其显微硬度不低于1280Hv，室温屈服强度σ_0.2不低于2687MPa，抗拉强度σ_b不低于2752MPa，断裂延伸率ε_p不低于12.8％。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的颗粒增强难熔高熵复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

称取所需重量的铌粉、钼粉、钽粉、钨粉、铼粉以及WC颗粒；

在惰性气氛中，对所述铌粉、所述钼粉、所述钽粉、所述钨粉、所述铼粉以及所述WC颗粒进行机械合金化处理，得到机械合金化粉末；

对所述机械合金化粉末进行放电等离子热压烧结，得到所述颗粒增强难熔高熵复合材料。

7.根据权利要求6所述的颗粒增强难熔高熵复合材料的制备方法，其特征在于，所述机械合金化处理采用硬脂酸作为过程控制剂，并且所述硬脂酸的加入质量占所述铌粉、所述钼粉、所述钽粉、所述钨粉、所述铼粉以及所述WC颗粒总质量的0.5～2％；

所述惰性气氛为氩气气氛，纯度大于99.0％。

8.根据权利要求6所述的颗粒增强难熔高熵复合材料的制备方法，其特征在于，所述机械合金化处理的工艺条件为：采用碳化钨球磨罐，并采用碳化钨球作为球磨介质；球料质量比为15～20：1，转速为300～400rpm，球磨时间为30～40h。

9.根据权利要求6所述的颗粒增强难熔高熵复合材料的制备方法，其特征在于，所述放电等离子热压烧结的工艺条件为：加热速率为100～120℃/min，烧结温度为1700～1900℃，保温时间为10～20min，恒定压力为30～50MPa，烧结结束后随炉冷却。

10.根据权利要求6所述的颗粒增强难熔高熵复合材料的制备方法，其特征在于，所述铌粉、所述钼粉、所述钽粉、所述钨粉和所述铼粉的粒径均小于等于10μm。