【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，具体涉及一种难熔高熵合金表面高温耐磨硅化物防护层的制备方法。
技术介绍
1、近年来，航空航天、核能动力等高
得到迅速发展，关键热端部件需要承受更高的服役温度。传统高温合金(镍基、钴基、铁基)已无法满足性能要求，亟需开发新一代高温材料，以追求更高的工作效率和服役可靠性。难熔高熵合金继承了难熔金属和高熵合金各自的特性，被认为是一种极具潜力的新型耐高温合金。然而，难熔高熵合金在600℃以上高温大气环境中表面形成的金属氧化物难以阻止氧原子向内扩散而导致严重的内氧化，使工件发生灾难性的失效。此外，难熔高熵合金在高温大气环境下摩擦过程中会发生严重的氧化磨损，使其抗磨性远不能满足工程应用需求。因此，抗氧化性和耐磨性差已经成为难熔高熵合金高温应用的主要瓶颈。
2、目前，解决难熔高熵合金抗氧化性差的途径主要是合金化元素调控，该方法是指在难熔高熵合金组分设计时引入al、si和cr等可以形成致密氧化物的元素，以阻止金属元素和氧元素的进一步扩散。然而，这些抗氧化性元素极易与难熔金属元素结合形成脆性金属间化合物，从而严重恶化材料的力学性能。迄今为止，改善难熔高熵合金高温耐磨性能的方法也是在对其进行合金化处理，在其中引入c、n和si等元素，然而这些合金化元素的引入同样会恶化其塑性和韧性，难以使其兼具良好的力学性能和耐磨性。因此，如何在不影响难熔高熵合金力学性能的同时改善其高温抗氧化性和耐磨性是亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种难熔高熵
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种难熔高熵合金表面高温耐磨硅化物防护层的制备方法，包括以下步骤：
4、将难熔高熵合金埋入装有扩渗剂的容器中，进行热扩渗处理，在所述难熔高熵合金表面形成高温耐磨硅化物防护层；所述扩渗剂的原料包括si粉、al2o3粉和naf粉。
5、优选地，所述难熔高熵合金的制备方法包括熔铸法、粉末冶金法或增材制造法。
6、优选地，所述难熔高熵合金在埋入装有扩渗剂的容器前，还包括对所述难熔高熵合金进行表面预处理；所述表面预处理包括依次进行的机械打磨和清洗。
7、优选地，所述si粉、al2o3粉和naf粉的质量比为24～33：61～70：3～7。
8、优选地，所述si粉、al2o3粉和naf粉的粒径独立地小于100μm。
9、优选地，所述扩渗剂的制备方法包括：将所述si粉、al2o3粉和naf粉混合，得到扩渗剂；所述混合的方法包括球磨法、研磨法或搅拌法。
10、优选地，所述热扩渗处理在保护气氛中进行。
11、优选地，所述热扩渗处理的温度为900～1390℃，保温时间为30～360min。
12、优选地，所述难熔高熵合金的元素包括nb、ta、w、zr、hf、mo、v、ti和si中的三种或三种以上。
13、优选地，所述高温耐磨硅化物防护层的厚度为20～200μm。
14、本专利技术提供了一种难熔高熵合金表面高温耐磨硅化物防护层的制备方法，本专利技术通过热扩渗手段，在难熔高熵合金表面通过原位反应制备出硅化物防护层，该硅化物防护层具有较高的硬度、良好的高温抗氧化性和耐磨性，对基体难熔高熵合金可以起到有效的防护作用。该技术手段可以克服现有难熔高熵合金高温抗氧化性差和耐磨性能差的技术瓶颈，在不恶化基体合金力学性能的前提下，使其兼具良好的高温抗氧化性和耐磨性，为其在高温工况下的应用奠定了基础。
15、此外，相比于其他的涂层制备方法，本专利技术采用的包埋渗硅技术设备简单，成本低，所制备的涂层与基体结合性好，并且适用范围广，不受工件外形限制，能够实现异形件的表面改性。
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1.一种难熔高熵合金表面高温耐磨硅化物防护层的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述难熔高熵合金的制备方法包括熔铸法、粉末冶金法或增材制造法。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述难熔高熵合金在埋入装有扩渗剂的容器前，还包括对所述难熔高熵合金进行表面预处理；所述表面预处理包括依次进行的机械打磨和清洗。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Si粉、Al2O3粉和NaF粉的质量比为24～33：61～70：3～7。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述Si粉、Al2O3粉和NaF粉的粒径独立地小于100μm。
6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述扩渗剂的制备方法包括：将所述Si粉、Al2O3粉和NaF粉混合，得到扩渗剂；所述混合的方法包括球磨法、研磨法或搅拌法。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热扩渗处理在保护气氛中进行。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热扩渗处
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述难熔高熵合金的元素包括Nb、Ta、W、Zr、Hf、Mo、V、Ti和Si中的三种或三种以上。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温耐磨硅化物防护层的厚度为20～200μm。
...【技术特征摘要】
1.一种难熔高熵合金表面高温耐磨硅化物防护层的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述难熔高熵合金的制备方法包括熔铸法、粉末冶金法或增材制造法。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述难熔高熵合金在埋入装有扩渗剂的容器前，还包括对所述难熔高熵合金进行表面预处理；所述表面预处理包括依次进行的机械打磨和清洗。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述si粉、al2o3粉和naf粉的质量比为24～33：61～70：3～7。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述si粉、al2o3粉和naf粉的粒径独立地小于100μm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张爱军，魏琦，孟军虎，辛本斌，韩杰胜，苏博，张俊彦，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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