高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末技术

本发明专利技术公开了高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末。高熵合金粉末，用于粉末冶金制备在高温氧化环境使用的材料或构件，所述高熵合金粉末是以Ti、W、Ta、Nb、Mo为主要金属元素形成的碳化物、氮化物、碳氮化物中的任意几种；其中，Ti、W、Ta、Nb、Mo中任意两个元素的质量分数的差值≤5％。本发明专利技术的高熵合金粉末和混合合金粉末能够应用于制备在高温氧化环境中仍具备耐高温氧化性能、热导率和抗热震性能的材料或构件，可以显著延长的模具的使用寿命，降低模具的维护费用，具有极强的实用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末


[0001]本专利技术涉及高温氧化环境所使用的材料的
，具体而言，涉及高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末。

技术介绍

[0002]目前3C行业(指计算机、通信、消费电子一体化的信息家电产业)中，尤其是手机行业中所使用的3D玻璃具备一定的曲度和折光率要求，其成型过程多为通过模具一次成型，尽量减少后续的加工要求。
[0003]模具(包括成型部和配件)需要具备较高的耐高温氧化性能、热导率和抗热震性能。首先，由于加热成型过程中的整个高温加热环境属空气条件，因此，对模具的耐高温氧化性能要求较苛刻。同时，模具需要将热量传递给内部的成型材料，因此需要具备较高的热导率。并且，循环使用使得模具处于不断的升降温过程中，因此，对模具的抗热震性能也要求较高，避免模具在经历较少次数的升降温就造成模具的疲劳失效。
[0004]目前主要使用的模具为石墨模具，但石墨模具存在不耐热腐蚀、表面易磨损等技术问题，因此，一般在进行几十次循环使用后就需对石墨模具的表面进行修整和加工等处理，时间和成本耗费巨大。
[0005]另有部分使用涂层硬质合金作为模具，但多次使用后常出现涂层损伤而导致模具失效的情况。
[0006]普通的金属陶瓷可用于模具的配件材料，但因金属陶瓷特殊的三相结构及较高的金属相含量比例，其在升降温过程中存在较大的热损耗，具体原因在于复杂相结构和金属相降低了材料本身的热导率，尤其是高温热导率。因此，金属陶瓷模具实际生产应用过程中能耗加大，模具的保温效果不佳。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末，以制备具备较高的耐高温氧化性能、热导率和抗热震性能的材料或构件。
[0008]为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了高熵合金粉末，技术方案如下：
[0009]高熵合金粉末，用于粉末冶金制备在高温氧化环境使用的材料或构件，所述高熵合金粉末是以Ti、W、Ta、Nb、Mo为主要金属元素形成的碳化物、氮化物、碳氮化物中的任意几种；其中，Ti、W、Ta、Nb、Mo中任意两个元素的质量分数的差值≤5％。
[0010]作为本专利技术第一方面的进一步改进，高熵合金粉末中Ti、W、Ta、Nb、Mo分别以TiCN、WC、TaC、NbC和Mo2C存在。
[0011]作为本专利技术第一方面的进一步改进，高熵合金粉末中含有按质量分数计的10～11％的TiCN、6.1～6.2％的WC、6.15～6.25％的TaC、6.2～6.3％的NbC和5.8～5.9％的Mo2C。
[0012]作为本专利技术第一方面的进一步改进，所述高熵合金粉末中还含有V、Zr、Hf中的任意几种。
[0013]为了实现上述目的，根据本专利技术的第二个方面，提供了高熵合金粉末的制备方法，技术方案如下：
[0014]上述第一方面所述的高熵合金粉末的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)获取W、Ta、Nb、Mo的单质粉末和其它金属元素的氧化物粉末；
[0016](2)将单质粉末、氧化物粉末和碳粉混合均匀，得到混合粉；
[0017](3)氮气气氛下，使混合粉在1300～1500℃下反应，即得到高熵合金粉末。
[0018]作为本专利技术第二方面的进一步改进，所述W、Ta、Nb、Mo的单质粉末由对应的氧化物在氢气气氛、1300～1400℃下还原得到。
[0019]作为本专利技术第二方面的进一步改进，所述W、Ta、Nb、Mo的氧化物由对应的铵盐煅烧得到。
[0020]为了实现上述目的，根据本专利技术的第三个方面，提供了混合合金粉末，技术方案如下：
[0021]混合合金粉末，用于粉末冶金制备在高温氧化环境使用的材料或构件，所述混合合金粉末包括上述第一方面所述的高熵合金粉末以及钛化物；其中，所述钛化物为Ti的碳化物、氮化物、碳氮化物中的任意几种。
[0022]作为本专利技术第三方面的进一步改进，所述混合合金粉末中，Ti的质量分数≥50％，Ta的质量分数≤17％。
[0023]作为本专利技术第三方面的进一步改进，所述混合合金粉末中，Ti的质量分数为50～67％，Ta的质量分数为9～17％。
[0024]在本专利技术中，高熵合金含有具备较良好的高温硬度、热震性和耐腐蚀性等特点的Ti、Ta、Nb元素和具备类似的晶体结构的W、Mo元素，因此，有助于使材料或构件表现出较好的耐高温氧化性能和抗热震性能。
[0025]由上述制备方法制备得到的高熵合金的成分、粒度等更加均匀，使得高熵粉末本身的抗氧化、高温硬度等性能更为优异，并且高熵合金趋于单相，在应用于粉末冶金时，烧结过程也保持单相的结构，因此所制备得到的构件易呈现出色的热震性能。
[0026]可见，本专利技术的高熵合金粉末和混合合金粉末能够应用于制备在高温氧化环境中仍具备耐高温氧化性能、热导率和抗热震性能的材料或构件，可以显著延长的模具的使用寿命，降低模具的维护费用，具有极强的实用性。
[0027]下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
具体实施方式
[0028]下面对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：
[0029]本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
[0030]此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一部分的实施例，而
不是全部的实施例。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]关于本专利技术中术语和单位。本专利技术的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0032]首先，本专利技术提供了高熵合金粉末、高熵合金粉末的制备方法和混合合金粉末。
[0033]本专利技术的用于粉末冶金制备在高温氧化环境使用的材料或构件的高熵合金粉末的具体实施方式为是以Ti、W、Ta、Nb、Mo为主要金属元素形成的碳化物、氮化物、碳氮化物中的任意几种；其中，Ti、W、Ta、Nb、Mo中任意两个元素的质量分数的差值≤5％。
[0034]优选地，高熵合金粉末中Ti、W、Ta、Nb、Mo分别以TiCN、WC、TaC、NbC和Mo2C存在，此时，便于制备。所述的“TiCN”包括碳化钛、氮化钛以及碳化钛和氮化钛形成的固溶体。
[0035]优选地，高熵合金粉末中含有按质量分数计的10～11％的TiCN、6.1～6.2％的WC、6.15～6.25％的TaC、6.2～6.3％的NbC和5.8～5.9％的Mo2C，所述高熵合金粉末中还含有V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高熵合金粉末，用于粉末冶金制备在高温氧化环境使用的材料或构件，其特征在于：所述高熵合金粉末是以Ti、W、Ta、Nb、Mo为主要金属元素形成的碳化物、氮化物、碳氮化物中的任意几种；其中，Ti、W、Ta、Nb、Mo中任意两个元素的质量分数的差值≤5％。2.如权利要求1所述的高熵合金粉末，其特征在于：高熵合金粉末中Ti、W、Ta、Nb、Mo分别以TiCN、WC、TaC、NbC和Mo2C存在。3.如权利要求1所述的高熵合金粉末，其特征在于：高熵合金粉末中含有按质量分数计的10～11％的TiCN、6.1～6.2％的WC、6.15～6.25％的TaC、6.2～6.3％的NbC和5.8～5.9％的Mo2C。4.如权利要求1所述的高熵合金粉末，其特征在于：所述高熵合金粉末中还含有V、Zr、Hf中的任意几种。5.权利要求1
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4之一所述的高熵合金粉末的制备方法，包括以下步骤：(1)获取W、Ta、Nb、Mo的单质粉末和其它金属元素的氧化物粉末；(2)将单...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁攀，刘毅，潘辉，杨成亮，刘强，单成，刘佳佳，邱嵩，颜焰，
申请(专利权)人：成都美奢锐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：