氧控制富铝高熵合金复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及耐磨蚀防护技术领域，具体而言，涉及一种氧控制富铝高熵合金复合材料及其制备方法。氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法包括：将Al粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉按摩尔比a：b：c：d进行称重后装入可充气球磨罐中，进行抽真空并充入惰性气体；其中，a的取值范围为1.5

【技术实现步骤摘要】
氧控制富铝高熵合金复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐磨蚀防护
，具体而言，涉及一种氧控制富铝高熵合金复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的快速发展，对耐磨蚀部件的服役寿命及安全性的要求愈来愈高，目前，耐磨蚀部件一般应用高镍铬合金，一方面，现有的高镍铬合金耐磨蚀性能较差，部件因失效或寿命不足需要停机检修或更换，不但会导致工作效率降低，而且还可能会带来无法估量的安全事故；另一方面，现有的高镍铬合金成本较高，每年大量消耗会造成巨大的国民经济损失，因此，对于工程应用来说，如何获得物美价廉的耐磨蚀材料是业界一直以来追求的目标。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种氧控制富铝高熵合金复合材料及其制备方法，以缓解现有技术中的高镍铬合金存在的耐磨蚀性能差、成本高的技术问题。
[0004]本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：装料：将Al粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉按摩尔比a：b：c：d进行称重后装入可充气球磨罐中，进行抽真空并充入惰性气体；其中，a的取值范围为1.5
‑
3；b、c、d的取值范围为0.9
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1.1；首次球磨：将球磨罐放入球磨机中进行球磨，完成球磨后自然冷却3
‑
7小时，优选为5小时；二次球磨：再次开动球磨机并同时充氧气进行球磨，完成球磨后，待球磨罐自然冷却5
‑
10小时；烧结：打开球磨罐，取出复合粉体材料，并加压成坯，再放入等离子活化烧结炉中于1000
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1500℃下进行真空压力烧结，并保温3
‑
15分钟，最终得到氧控制富铝高熵合金复合材料。
[0005]优选地，作为一种可实施方式，a的取值为1.5，b、c、d的取值为1。
[0006]优选地，作为一种可实施方式，所述Al粉、所述Cr粉、所述Fe粉和所述Ni粉的纯度在99%以上，且平均粒度在200μm以下。
[0007]优选地，作为一种可实施方式，在所述烧结步骤中，加压成坯时所施加的压力为10
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30MPa。
[0008]优选地，作为一种可实施方式，在所述二次球磨步骤中，氧气充入时长为0.5
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3分钟，流量为0.5
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2ml/分钟。
[0009]优选地，作为一种可实施方式，在所述二次球磨步骤中，充入的氧气的纯度在99.9%以上。
[0010]优选地，作为一种可实施方式，在所述首次球磨步骤中，球磨时长为2
‑
15小时。
[0011]优选地，作为一种可实施方式，在所述烧结步骤中，得到氧控制富铝高熵合金复合
材料后，将氧控制富铝高熵合金复合材料随炉自然冷却至室温。
[0012]优选地，作为一种可实施方式，在所述烧结步骤中，取出复合粉体材料后，将所述复合粉体材料盛入石墨坩埚。
[0013]与现有技术相比，本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法的有益效果在于：本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，制备工艺过程简单，制得的材料组织较致密，具有优良的耐磨蚀性能。本专利技术提供的制备方法制得的氧控制富铝高熵合金复合材料，为富氧控制自生Al2O3增强高熵合金基复合材料，该复合材料界面结合良好，对提高耐磨耐蚀性能具有重要作用。与传统高镍铬合金相比，本专利技术制得的氧控制富铝高熵合金复合材料，物美价廉，耐磨蚀性能是Inconel60合金的1倍以上，应用该材料的部件耐磨蚀性能较佳，寿命较长，且不易出现异常失效的情况，可降低停机检修或更换的频率，可提高工作效率和安全性；此外，本专利技术制得的氧控制富铝高熵合金复合材料，成本约为Inconel60合金的80
‑
85%，可减少国民经济损失。
[0014]本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料，采用上述氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法制备得到。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的氧控制富铝高熵合金复合材料的有益效果在于：本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料，物美价廉，耐磨蚀性能是Inconel60合金的1倍以上，应用该材料的部件耐磨蚀性能较佳，寿命较长，且不易出现异常失效的情况，可降低停机检修或更换的频率，可提高工作效率和安全性；此外，本专利技术提供的氧控制富铝高熵合金复合材料成本较低。
附图说明
[0016]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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例一制得的氧控制富铝高熵合金复合材料的照片。
具体实施方式
[0018]本专利技术通过富氧控制自生Al2O3增强高熵合金基复合材料，复合材料界面结合良好，对提高耐磨蚀性能具有重要作用。
[0019]下面将结合附图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做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。
[0020]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0021]本实施例提供了一种氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，其包括：装料：将Al粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉按摩尔比a：b：c：d进行称重后装入可充气球磨罐中，进行抽真空并充入惰性气体；其中，a的取值范围为1.5
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3，b、c、d的取值范围为0.9
‑
1.1。a的取值范围优选为2
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2.5，进一步优选为2.2
‑
2.3；b、c、d的取值范围优选为0.95
‑
1.05，进
一步优选为0.98
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1；Al粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉的摩尔比优选为1.5：1：1：1。
[0022]首次球磨：将球磨罐放入球磨机中进行球磨，完成球磨后自然冷却3
‑
7小时。其中，冷却时长优选为4
‑
6小时，进一步优选为5
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5.2小时；冷却时，不取出球磨罐。
[0023]二次球磨：再次开动球磨机并同时充氧气进行球磨，完成球磨后，待球磨罐自然冷却5
‑
10小时，优选为6
‑
9小时，进一步优选为7
‑
8小时。
[0024]烧结：打开球磨罐，取出复合粉体材料，并加压成坯，再放入等离子活化烧结炉中于1000
‑
1500℃下进行真空压力烧结，并保温3
‑
15分钟，最终得到氧控制富铝高熵合金复合材料。其中，真空压力烧结的温度优选为1100
‑
1300℃，进一步优选为1200...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：装料：将Al粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉按摩尔比a：b：c：d进行称重后装入可充气球磨罐中，进行抽真空并充入惰性气体；其中，a的取值范围为1.5
‑
3；b、c、d的取值范围为0.9
‑
1.1；首次球磨：将球磨罐放入球磨机中进行球磨，完成球磨后自然冷却3
‑
7小时，优选为5小时；二次球磨：再次开动球磨机并同时充氧气进行球磨，完成球磨后，待球磨罐自然冷却5
‑
10小时；烧结：打开球磨罐，取出复合粉体材料，并加压成坯，再放入等离子活化烧结炉中于1000
‑
1500℃下进行真空压力烧结，并保温3
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15分钟，最终得到氧控制富铝高熵合金复合材料。2.根据权利要求1所述的氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，a的取值为1.5，b、c、d的取值为1。3.根据权利要求1所述的氧控制富铝高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述Al粉、所述Cr粉、所述Fe粉和所述Ni粉的纯度在99%以上，且平均粒度在200μm以下。4.根据权利要求1所述的氧控制富铝高熵合金复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：常哲，刘国刚，曹凯，赵炎罡，袁文兵，陆遥，梁定，何海洋，林能云，陈朋涛，黎俊良，刘刚，张兰庆，李杰，许有海，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：