一种靶材用增强多主元合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种靶材用增强多主元合金及其制备方法，属于金属材料及其制备领域。多主元合金的化学式为AlxCeyCoCuNiMnMoz，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤0.4；0.1≤z≤1.3；0.01

【技术实现步骤摘要】
一种靶材用增强多主元合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料及其制备领域，具体涉及一种靶材用增强多主元合金及其制备方法。
技术介绍
靶材是制作涂层的重要原材料，靶材的纯度、密度和组织结构直接影响靶材的烧蚀和涂层的成分、结构及使用性能。随着沉积技术和靶材制备技术的快速发展，靶材的种类、质量和性能均得到了较大的进步。根据靶材的组成材质可分为单质靶材、合金靶材和化合物靶材三种。合金靶材和单质靶材可通过熔炼铸造法或粉末冶金的方法制备，化合物靶材可通过粉末热压的方法制备。熔铸法制备的靶材在微观组织上表现为粗大的等轴晶或树枝晶显微组织，组织致密，无气孔，但易出现合金相和偏析组织，无法实现难熔金属靶材的制备。粉末冶金法制备的靶材可获得组织均匀、晶粒细小的结构，尤其是在制备难熔金属、熔沸点或密度相差较大的多种金属、非金属等方面具有优势。多主元高熵合金以5种以上元素作为主要合金元素且各种元素的摩尔比近似相等，且多主元高熵合金具备高硬度、高耐磨性、抗回火软化、耐腐蚀等优点，有可能达到传统合金材料无法实现的性能极限，可满足工业技术发展对材料的更高要求。多主元高熵合金一经报道，因其性能优异和与传统理论有所差异便引起了广泛关注。但目前高熵合金的研究仍旧集中在具有面心立方结构的CoCrFeNiCu与FeCoCrNiMn，和具有体心立方结构的CoCrFeNiAl与AlTiCrFeCoNi等高熵合金，或者在该合金的基础上添加一种或多种元素进行研究，对新型多主元合金体系的研究还有待进一步开发，从而提供更多更好性能的多主元合金。因此，开发和设计一种新型靶材用增强多主元合金具有重要意义，同时也有利于多主元高熵合金理论体系的完善。
技术实现思路
本专利技术提出了一种靶材用增强多主元合金及其制备方法，本专利技术采用真空热压烧结工艺制备AlxCeyCoCuNiMnMoz多主元合金，在烧结过程中保持一定的压力，很大程度上减弱了烧结过程中的膨胀行为，最大限度的提高了合金的致密度，减少了材料的空隙。实现本专利技术的技术方案是：一种靶材用增强多主元合金，该多主元合金的化学式为AlxCeyCoCuNiMnMoz，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤0.4；0.1≤z≤1.3；0.01<x/(x+y+z+4)<0.25；0.01<y/(x+y+z+4)<0.10；0.01<z/(x+y+z+4)<0.25。所述的靶材用增强多主元合金的制备方法，步骤如下：（1）按AlxCeyCoCuNiMnMoz化学计量比称取各种纯金属粉末和二氧化铈置于球磨罐中，加入不锈钢球，然后在保护气氛环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；（2）将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料；（3）将上述均匀混料后的粉末在保护气氛环境下装入石墨模具，然后真空热压烧结即得所需多主元合金。所述步骤（1）中纯金属粉末的纯度均高于99.5%，所述二氧化铈的纯度高于99.9%。所述步骤（1）和（3）中保护气氛为氩气或氮气。所述步骤（1）中不锈钢球的加入量为球料质量比（5-10）:1。所述步骤（2）中混料转速为50~250rpm，时间为0.5-6h。所述步骤（3）中真空热压烧结温度1000-1400℃，时间为0.5-3h，压力为20-35MPa。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法制备的多主元合金材料成分与原料配比成分一致；烧结过程中保持一定的压力，很大程度上减弱了烧结过程中的膨胀行为，最大限度的提高了合金的致密度，减少了材料的空隙；该方法工艺简单，设备成本低，操作可控，适于工业化大规模生产。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法制备的多主元合金材料成分与原料配比成分一致；烧结过程中保持一定的压力，很大程度上减弱了烧结过程中的膨胀行为，最大限度的提高了合金的致密度，减少了材料的空隙；该方法工艺简单，设备成本低，操作可控，适于工业化大规模生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术工艺流程图；图2为实施例1制备的多主元合金的X射线衍射图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种靶材用增强多主元合金的制备方法，步骤如下：按化学式AlCe0.1CoCuNiMnMo0.1分别称取0.40mol的铝粉、钴粉、铜粉、镍粉和锰粉与0.04mol的二氧化铈和钼粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%，稀土氧化物的纯度高于99.9%；将称量好的上述纯金属粉末和稀土氧化物置于球磨罐中，加入不锈钢球，球料比为8:1，然后在氮气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为150rpm，时间为2h；将上述均匀混料后的粉末在氮气环境下装入石墨模具，然后真空热压烧结，烧结温度1200℃，时间为1.5h，压力为30MPa，从而得到所需多主元合金。实施例2一种靶材用增强多主元合金的制备方法，步骤如下：按化学式AlCe0.2CoCuNiMnMo分别称取0.40mol的铝粉、钴粉、铜粉、镍粉、锰粉和钼粉与0.08mol的二氧化铈，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%，稀土氧化物的纯度高于99.9%；将称量好的上述纯金属粉末和稀土氧化物置于球磨罐中，加入不锈钢球，球料比为5:1，然后在氮气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为250rpm，时间为0.5h；将上述均匀混料后的粉末在氮气环境下装入石墨模具，然后真空热压烧结，烧结温度1400℃，时间为0.5h，压力为20MPa，从而得到所需多主元合金。实施例3一种靶材用增强多主元合金的制备方法，步骤如下：按化学式Al0.1Ce0.3CoCuNiMnMo分别称取0.04mol的铝粉、0.12mol的二氧化铈与0.40mol的钴粉、铜粉、镍粉、锰粉和钼粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%，稀土氧化物的纯度高于99.9%；将称量好的上述纯金属粉末和稀土氧化物置于球磨罐中，加入不锈钢球，球料比为10:1，然后在氮气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为50rpm，时间为6h；将上述均匀混料后的粉末在氮气环境下装入石墨模具，然后真空热压烧结，烧结温度1000℃，时间为3h，压力为35MPa，从而得到所需多主元合金。实施例4一种靶材用增强多主元合金的制备方法，步骤如下：按化学式AlCe0.4CoCuNiMnMo分别称取0.40mol的铝粉、钴粉、铜粉、镍粉、锰粉和钼粉与0.16mol的二氧化铈，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%，稀土氧化物的纯度高于99.9%；将称量好的上述纯金属粉末和稀土氧化物置于球磨罐中，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶材用增强多主元合金，其特征在于：多主元合金的化学式为AlxCeyCoCuNiMnMoz，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤0.4；0.1≤z≤1.3；0.01

【技术特征摘要】
1.一种靶材用增强多主元合金，其特征在于：多主元合金的化学式为AlxCeyCoCuNiMnMoz，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤0.4；0.1≤z≤1.3；0.01<x/(x+y+z+4)<0.25；0.01<y/(x+y+z+4)<0.10；0.01<z/(x+y+z+4)<0.25。2.权利要求1所述的靶材用增强多主元合金的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）按AlxCeyCoCuNiMnMoz化学计量比称取各种纯金属粉末和二氧化铈置于球磨罐中，加入不锈钢球，然后在保护气氛环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；（2）将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料；（3）将上述均匀混料后的粉末在保护气氛环境下装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明星，王志新，穆云超，卢金斌，梁存，周家臣，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41