【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高熵合金复合材料，尤其涉及一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、fe-co-ni系高熵合金(以下简称fcn hea)具有优异的韧性和延展性，被广泛应用于航空航天领域，包括飞机起落架、旋转轴和燃气涡轮机发动机。然而，无论是否热处理，fcn hea仅含少量的硬质相，主要由软相组成，造成原始态和热处理的高熵合金屈服强度均不高，所以考虑加入硬质相增强体提高其强度。由于传统方法制备fcn hea工艺存在复杂、耗时长和成本高的问题，为此本专利技术提出了一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料及其制备方法。
技术实现思路
1、为了弥补上述fcn hea强度差以及克服传统制备技术的缺点，本专利技术提出了一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料，以fe-co-ni系高熵合金(fcn hea)为基体，以石墨烯纳米片(gnp)为增强体，所述石墨烯纳米片的含量<1wt％，且不为0；所述fe-co-ni系高熵合金的含量为>99wt％。
3、进一步地，所述fe-co-ni系高熵合金为(feconi)86al7ti7高熵合金。
4、本专利技术还提出了一种所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
5、将石墨烯纳米片和fe-co-ni系高熵合金粉末混合球磨得到混合粉末(gnp-fcnhea混合粉末)；
7、所述球磨的转速为180-240rpm，时间为3-11h。
8、进一步地，所述fe-co-ni系高熵合金粉末的粒径为15～53μm。
9、进一步地，所述球磨的球料比为5∶1。
10、进一步地，所述选区激光熔化的功率为160w，扫描速度为1200mm/s，扫描间距为50μm。
11、进一步地，所述3d打印的激光光斑直径为60μm，波长为1064nm，氧浓度控制能力≦100ppm。
12、进一步地，所述选区激光熔化打印的基板为不锈钢。
13、进一步地，所述混合粉末采用选区激光熔化3d打印时，采用magics软件进行3d建模，并切片处理，将切片后的文件转化为.stl文件格式输出并导入hbd-100型金属3d打印机的hbd system 100进行控制。
14、进一步地，所述3d打印的模型为48mm×11mm×6mm的长方体。
15、进一步地，所述选区激光熔化(slm)3d打印成型过程填充图案类型为无图案型，连续激光构建层之间的旋转角度设置为67°。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
17、(1)本专利技术制备的石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料具有优异的力学性能，制备过程中球磨转速和时间均会影响石墨烯纳米片的分散均匀性以及fe-co-ni系高熵合金基体的球形度，最终影响材料的成型质量。本专利技术通过调节球磨工艺参数保证打印时粉末流动性，并促使石墨烯均匀粘附在基体上，从而使得复合材料成型密度高，质量良好，综合性能优异。
18、(2)本专利技术采用选区激光熔化制备gnp-fcn hea复合材料，由于打印过程中冷却速率快、温度梯度大，晶粒形核来不及长大，石墨烯纳米片的加入为fcn hea熔体的异质形核提供了更多的位置，选区激光熔化及石墨烯纳米片的共同作用从而达到了细晶强化的效果，另外加入石墨烯纳米片可以转移和阻碍位错运动，从而提高材料的强度和塑性，制备出综合性能较好的高熵合金复合材料。
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1.一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料，其特征在于，以Fe-Co-Ni系高熵合金为基体，以石墨烯纳米片为增强体，所述石墨烯纳米片的含量<1wt％，且不为0；所述Fe-Co-Ni系高熵合金的含量为>99wt％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料，其特征在于，所述Fe-Co-Ni系高熵合金为(FeCoNi)86Al7Ti7高熵合金。
3.一种权利要求1-2任一项所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为200rpm，时间为7h。
5.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的球料比为5∶1。
6.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述选区激光熔化的功率为160W，扫描速度为1200mm/s，扫描间距为50μm。
7.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制
8.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述选区激光熔化打印的基板为不锈钢。
9.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合粉末采用选区激光熔化3D打印时，采用Magics软件进行3D建模，并切片处理，将切片后的文件转化为.STL文件格式输出并导入3D打印机的HBD System 100进行控制。
10.根据权利要求9所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述3D建模的模型为48mm×11mm×6mm的长方体。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料，其特征在于，以fe-co-ni系高熵合金为基体，以石墨烯纳米片为增强体，所述石墨烯纳米片的含量<1wt％，且不为0；所述fe-co-ni系高熵合金的含量为>99wt％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料，其特征在于，所述fe-co-ni系高熵合金为(feconi)86al7ti7高熵合金。
3.一种权利要求1-2任一项所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为200rpm，时间为7h。
5.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的球料比为5∶1。
6.根据权利要求3所述石墨烯纳米片增强高熵合金复合材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马盼，杨红，万师广，谢凯强，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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