五种钨系高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钨系高熵合金及其制备方法，属于高熵合金和钨合金材料领域，尤其是热核聚变堆中面向等离子体的第一壁材料领域，目的在于解决现有含钨高熵合金在常温下的塑性较差，且几乎都含有高中子活化系数元素如Nb、Mo，这极不利于未来在国际热核聚变堆中的应用的问题。该钨系高熵合金为W‑V‑Ti、W‑V‑Ta、W‑Ti‑Ta、W‑Ti‑V‑Ta、W‑Ti‑V‑Ta‑Re系合金中的一种或多种。测试表明，本申请的五个钨高熵合金体系，其典型合金都形成了单一的体心立方结构，部分合金具备优异的抗压缩性能。同时，本申请有效避免了现有含钨高熵合金几乎都含有高中子活化系数元素的问题，其中包含的元素具有较低的中子活化系数，有利于未来应用于国际热核聚变堆中，具有较高的应用价值。

Five kinds of tungsten high entropy alloys and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
五种钨系高熵合金及其制备方法
本专利技术涉及高熵合金和钨合金材料领域，尤其是热核聚变堆中面向等离子体的第一壁材料领域，具体为钨系高熵合金及其制备方法。更具体地，本申请提供的是五种新型钨系高熵合金及其制备方法，其有望用作热核聚变堆中面向等离子体的第一壁材料，具有较高的应用价值。
技术介绍
纯钨具有优异的性能特点，如高熔点、低蒸汽压、低热膨胀率、强的耐离子冲刷能力、不与氢发生化学反应、低的氢滞留等，因而被视为最有希望的国际热核聚变堆中面向等离子体的第一壁材料。然而，这种材料存在一定缺点；1）高热负荷下，纯钨有可能发生再结晶脆化，甚至融化；2）低的韧脆转变温度。基于钨的特性，使得钨合金在常温下呈脆性，导致容易发生开裂现象。高熵合金作为近年来发展的一类新型合金，它突破了传统合金单主元设计思路，在相结构稳定、强韧性、耐蚀性和抗辐照等方面具有传统合金无可比拟的性能优势。2004年，Yeh等和cantor等分别在AdvanceEngineeringMaterials和MaterialsScienceEngineeringA期刊上提出了高熵合金的概念。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钨系高熵合金，其特征在于，该高熵合金为W-V-Ti、W-V-Ta、W-Ti-Ta、W-Ti-V-Ta、W-Ti-V-Ta-Re系合金中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.钨系高熵合金，其特征在于，该高熵合金为W-V-Ti、W-V-Ta、W-Ti-Ta、W-Ti-V-Ta、W-Ti-V-Ta-Re系合金中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的钨系高熵合金，其特征在于，等原子比例的WVTi、WVTa、WTiTa、WTiVTa与WTiVTaRe高熵合金能形成体心立方相。


3.根据权利要求1所述的钨系高熵合金，其特征在于，非等原子比例的高熵合金W16Ti20Ta20V44形成了体心立方相，晶格参数为0.3150nm，熔点高于1400℃，抗压强度超过2600MPa，压缩应变超过30%。


4.前述权利要求1~3任一项所述钨系高熵合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）粉体预烧结
按合金配比称取粉末原料，并在惰性气氛中进行球磨干混，得到球磨混料；将球磨混料压制成坯，再在1470~1500℃的真空炉中进行烧结，得合金烧结样品；
（2）合金熔炼
将合金烧结样品切割成小块，并放入电弧熔炼炉的坩埚内；然后，对电弧熔炼炉的腔室抽真空至低于9×10-3Pa，再向电弧熔炼炉的腔室内充入氩气，并进行氩弧熔炼；熔炼结束后，冷却至室温，得初坯；将初坯置于坩埚内，重复前述熔炼步骤至少2次，即得钨系高熵合金。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，黄火根，张佳佳，俞鑫山，石洁，法涛，徐海燕，蒙大桥，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51