1.一种B4C-HEAs梯度材料,其特征在于,所述B4C-HEAs梯度材料由N层材料烧结为一体结构,其中N≥5,N层材料自上而下由富陶瓷层通过多个中间层逐步过渡到富金属层,每层的HEAs质量呈梯度上升变化,所述HEAs是由机械合金方法制备的合金粉末,所述富陶瓷层的HEAs含量为1wt%~50wt%,硅的含量为0wt%~5wt%,其余为B4C;所述富金属层的HEAs含量为50wt%~100wt%,硅的含量为0wt%~5wt%,其余为B4C。
2.如权利要求1所述的B4C-HEAs梯度材料,其特征在于,相邻两层之间HEAs含量的变化量为1wt%~10wt%,相邻两层之间B4C含量的变化量为1wt%~10wt%。
3.如权利要求1所述的B4C-HEAs梯度材料,其特征在于,每层厚度1mm~10mm。
4.如权利要求1所述的B4C-HEAs梯度材料,其特征在于,所述HEAs是以Co、Cr、Fe、Ni、Al、Cu、Zn、Ti、Mn、Zr、Ta、Sn、Y、Mo、V、Nb、W、Ir、Cd元素中选取五种或五种以上以等原子比混合后制备而得。
5.如权利要求1至4任一项所述的B4C-HEAs梯度材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)混料步骤:
将N份原料分别倒入混料罐,利用滚筒球磨机混料,混合后的料浆干燥过筛后得到N份混合料,N≥5;N份原料中,第1份原料的组成为:HEAs合金粉体含量为1wt%~50wt%,硅粉的含量为0wt%~5wt%,其余为B4C粉;第N份原料的组分比为:HEAs合金粉体含量为50wt%~100wt%,硅粉的含量为0wt%~5wt%,其余为B4C粉;
自第1份原料到第N份原料,每份原料的HEAs合金粉体含量呈梯度上升变化,相邻两份原料的HEAs合金粉体含量的变化量为1wt%~10wt%;
(2)分段烧结步骤:
将所述N份混合料按照HEAs合金粉体含量递增的顺序,分为2M-1组,M=2~4,其中,各偶数组仅包括1份混合料,各奇数组包括多份混合料,将M个奇数组分别置入M个石墨模具中,在各石墨模具中,按照HEAs合金粉体含量递增的顺序,将各份混合料依次铺层,混合料与石墨模具之间以石墨纸隔开;
然后将填充混合料的M个石墨模具分别在1000℃~1800℃的不同温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结,得到M个烧结料;
(3)连接步骤:
按照HEAs合金粉体含量递增的顺序,将对应1号组和3号组的两个烧结料中间夹以2号组的混合料,置于石墨模具中,在1500℃~1700℃温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结,得到多层梯度材料;若M=2,则连接结束,所述多层梯度材料即为制得的梯度材料;若M>2,继续按照HEAs合金粉体含量递增的顺序,将所述多层梯度材料和对应5号组的烧结料中间夹以4号组的混合料,置于石墨模具中,在1200℃~1600℃温度下进行热压烧结或放电等离子体烧结;
如此继续,直至将对应第2M-1组的烧结料进行热压烧结或放电等离子体烧结,最后烧结温度为1100℃~1500℃,得到梯度材料。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述混料步骤中,所述HEAs合金粉体纯度大于或等于99.5%,粒度为325目,其中氧含量小于或等于0.3%;所述硅粉纯度大于或等于99.999%,粒度为325目,含氧量小于或等于0.001wt%;所述B4C粉纯度大于或等于99.0%,平均粒径1-10μm,含氧量小于或等于0.6wt%。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述混料步骤中,利用滚筒球磨机混料的条件为:介质为无水乙醇和玛瑙球,球料比为4:1~10:1,转速为60转/分钟~120转/分钟,总时间为12小时~24小时。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述分段烧结步骤和连接步骤中:
采用热压烧结的参数为:升温速率10℃/min~20℃/min,压力30Mpa~50Mpa,气氛为真空,保温1小时~2小时;
采用放电等离子体烧结的参数为:升温速率100℃/min~200℃/min,压力为30Mpa~50Mpa,气氛为真空,保温时间为5分钟~10分钟。
9.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,各奇数组中,各份混合料的HEAs合金粉体含量的变化量在20wt%之内。
10.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,石墨模具所填充混合料中HEAs合金粉体含量越高,烧结温度越低。