高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法，涉及一种合金复合材料制备方法，复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为30%~80%，孔径大小为50~350μm；制备过程包括，配料：所用单质原料均采用纯度不低于99.9 wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni。母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至8×10‑4 Pa，再通入纯度为99.99 wt.%的高纯氩气。制备高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料：该发明专利技术采用的制备方法为熔渗水淬法。该复合材料解决了现有高熵合金复合材料成分不均匀、结构不稳定的问题，在大尺寸样品实验条件下具有优良力学性能，具有强度高、性能稳定、无缺陷的特点。
【技术实现步骤摘要】
高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法
本专利技术涉及一种合金复合材料制备方法，特别是涉及一种高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法。
技术介绍
现代科学技术的发展对材料提出了越来越高的要求，普通的单一材料已经越来越难以满足客观形势的需要，于是综合性能更为优异的复合材料日益受到人们的瞩目。高熵合金基复合材料具有晶体结构简单，组织中并未出现其他复杂相，而且综合了增强相和高熵合金基体的优异性能，因此科研价值较高、应用前景广阔。目前，高熵合金复合材料主要包括外加高强度陶瓷颗粒增强高熵合金复合材料或者内生高熵合金复合材料。其主要制备方法有粉末冶金法、高（中）频感应炉加热和铜模铸法等。例如，任海娣采用自蔓延高温合成和真空电弧熔炼方法制备原位自生多主元高熵合金基复合材料；一种外加纳米陶瓷相增强韧化高熵合金复合材料制备方法(CN201610030517.4)，以高熵合金颗粒作为基体相，同时外加纳米陶瓷，使外加纳米陶瓷相偏聚在固溶体晶界处，产生陶瓷相增强，同时对韧性的面心立方固溶体造成挤压，形成形变孪晶，从而实现高熵合金复合材料的强塑结合，制备出高强高韧的高熵合金复合材料。由于内生复合材料中，内生相的析出形貌和析出量受到制备凝固条件显著影响，使其样品的组织结构具有不可预测性，这也严重影响了它的实际应用。对于颗粒增强高熵合金复合材料，陶瓷颗粒增强复合材料由于其抗变形能力很弱，基本上不具有实际应用价值；此外，采用传统的铜模铸造方法，当外加颗粒体积分数过高时，试样中颗粒的分布难以控制，从而导致试样的成分不均匀性；特别是在制备大尺寸的非晶及其复合材料时，铜模铸造方法还会引入较多的缺陷，如气泡，夹杂等，严重影响其力学性能的稳定性。综上所述，为了能够使高熵合金复合材料成为工程应用材料，必须优化合金成分，开发新型制备工艺，制备出成分均匀、结构稳定的具有优良力学性能的高熵合金复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法，该复合材料高熵合金相和增强相空间三维连通且分布均匀，两相相互强化，解决了现有高熵合金复合材料成分不均匀、结构不稳定的问题。该高熵合金复合材料在大尺寸样品实验条件下具有优良力学性能，具有强度高、性能稳定、无缺陷的特点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料，具体实施方案选用复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为30%~80%，孔径大小为50~350μm。本专利技术提供了上述高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）配料：试验所用单质原料均采用纯度不低于99.9wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni。用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克。然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉里面。（2）母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至8×10-4Pa，再通入纯度为99.99wt.%的高纯氩气。将金属钛熔化，通过金属钛在高温下强烈的氧化反应以进一步降低工作腔内氧的分压，然后再熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭。为保证母合金铸锭的化学成分均匀性，母合金铸锭至少需要翻炼5次。熔炼完成后，母合金铸锭随钨极磁控电弧炉冷却至室温，然后打开钨极磁控电弧炉取出母合金铸锭。（3）制备高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料：该专利技术采用的制备方法为熔渗水淬法。将上述母合金铸锭压碎成小块合金，然后将小块合金和不同孔隙度的三维连通多孔钛骨架在高真空下加热到1300-1450oC，最后将合金熔液高压渗入或者挤入三维连通多孔钛骨架，待合金熔液充分渗流填充满多孔碳化钛骨架孔隙后，将钢管淬入水中，获得高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料。本专利技术具有以下优点：1.高熵合金与三维连通多孔碳化钛骨架复合后，基体相和增强相分布均匀，而且双相三维连通的结构，使得高熵合金合金与三维连通多孔碳化钛骨架的协同变形，因而制备的高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料具有更高的强度。2.本专利技术所采用的制备方法为熔渗水淬法，熔渗水淬法能制备出较大尺寸且性能优异稳定的样品，制备得到的样品具有较少的缺陷，如气孔、夹杂等，而且工艺条件简单易于控制。上述优点表面，本专利技术具有很大的工程应用前景。具体实施方式以下通过实施例详述本专利技术。实施例1本专利技术提供一种高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料，具体实施方案选用复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为30%，孔径大小为300μm。本专利技术提供了上述高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）配料：试验所用单质原料均采用纯度不低于99.9wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni。用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克。然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉里面。（2）母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至8×10-4Pa，再通入纯度为99.99wt.%的高纯氩气。将金属钛熔化，通过金属钛在高温下强烈的氧化反应以进一步降低工作腔内氧的分压，然后再熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭。为保证母合金铸锭的化学成分均匀性，母合金铸锭至少需要翻炼5次。熔炼完成后，母合金铸锭随钨极磁控电弧炉冷却至室温，然后打开钨极磁控电弧炉取出母合金铸锭。（3）制备高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料：该专利技术采用的制备方法为熔渗水淬法。将上述母合金铸锭压碎成小块合金，然后将小块合金和不同孔隙度的三维连通多孔钛骨架在高真空下加热到1300oC，最后将合金熔液高压渗入或者挤入三维连通多孔钛骨架，待合金熔液充分渗流填充满多孔碳化钛骨架孔隙后，将钢管淬入水中，获得高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料。实施例2本专利技术提供一种高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料，具体实施方案选用复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为50%，孔径大小为100μm。本专利技术提供了上述高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）配料：试验所用单质原料均采用纯度不低于99.9wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni。用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克。然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉里面。（2）母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至8×10-4Pa，再通入纯度为99.99wt.%的高纯氩气。将金属钛熔化，通过金属钛在高温下强烈的氧化反应以进一步降低工作腔内氧的分压，然后再熔炼上述单质原料，使其成为母合金铸锭。为保证母合金铸锭的化学成分均匀性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法，其特征在于，所述复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为30%~80%，孔径大小为50~350μm；其制备方法包括以下过程：（1）配料：所用单质原料均采用纯度不低于99.9 wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni；用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉里面；（2）母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至 8×10
【技术特征摘要】
1.高熵合金/多孔碳化钛双相三维连通复合材料制备方法，其特征在于，所述复合材料的成分为：高熵合金AlCoCrFeNi（at.%）和三维连通多孔碳化钛骨架，而多孔碳化钛骨架的孔隙度为30%~80%，孔径大小为50~350μm；其制备方法包括以下过程：（1）配料：所用单质原料均采用纯度不低于99.9wt%的Al、Co、Cr、Fe、Ni；用钢刷除去Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化膜，利用精密电子天平称出上述单质原料的质量，上述单质原料的总质量为120克；然后用石油醚和无水乙醇对上述单质原料进行超声波清洗，最后把上述单质原料混合一起放入钨极磁控电弧炉里面；（2）母合金熔炼：将钨极磁控电弧炉工作腔抽真空至8×10-4Pa，再通入纯度为99.9...
【专利技术属性】
技术研发人员：马国峰，张鸿龄，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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