[发明专利]一种钨基柱状晶高熵合金面对等离子体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钨基柱状晶高熵合金面对等离子体材料，其特征在于，具有(001)取向的柱状晶粒，晶粒尺寸为10-70μm。各元素在高熵合金中所占原子百分比范围为：W 20～35％，Ta 10～25％，Cr 10～25％，V 10～20％，Ti 5～20％，Y 5～20％。

2.制备如权利要求1所述的方法，其特征在于：采用化学气相沉积、真空感应熔炼或电子束熔炼的方法，

采用化学气相沉积方法的制备步骤为：将气态WF₆、TaF₅、CrF₃、VF₄、TiF₃、YF₃按照所需元素比例充分混合得到氟化气体，采用轧制钨板作为沉积基体，通电加热基体至600-1000℃，将上述混合氟化气体与与氢气体积比1:2.0-2.28的比例混合通入反应室；反应产物沉积在轧制钨板上，沉积至所需厚度将所得的柱状晶高熵合金冷却取出；

采用真空感应熔炼方法的制备步骤为：将纯度99.9％、平均粒径1μm的W、Ta粉末按照所需比例充分混合后放入真空感应炉坩埚中，纯度99.9％、平均粒径1μm的V、Cr、Ti、Y粉末按照所需比例混合后投入加料仓中；装料完毕后，开始抽真空，当真空室压强为0.6-1.0Pa时，提升熔炼炉功率至15-20kW，待熔池表面平静，无气泡逸出后继续提升功率至17-22kW，期间保持装置真空度低于50Pa；30-60min后，掺入加料仓中的V、Cr、Ti、Y粉末，待补加粉末发红以后，增加功率至20-25kW；控制真空度低于100Pa，在真空环境下保持50-70min；炉料熔清后，立即加入块状石墨进行碳氧反应，加入后提升功率至25-30kW搅拌1-2min；将坩埚中的金属液体浇注到模具中后进行冷却脱模；

采用电子束熔炼方法的制备步骤为：将纯度99.9％、平均粒径1μm的W、Ta、V、Cr、Ti、Y粉末材料按照所需比例得到合金与碳粉均匀混合，其中合金粉末的质量分数为98.5％，碳粉质量分数为1.5％；将合金与碳粉的混合粉末投入高温高压烧结炉中，在1800-2000℃、24-30MPa条件下烧结1-2h，得到预成型块体材料；后将预成型的块体材料放置在电子束熔炼炉中，开启循环水冷却系统和真空系统，真空度为1-3×10^-3Pa时开启电子枪，将功率增加至15-20kW，并调整电子束束斑均匀扫描在材料表面；至材料完全熔化后，将电子束功率增加至18-23kW，30-60min后关闭电子枪，待冷却后将材料取出。