基于自蔓延制备高熵合金的制备方法与流程

本发明属于高熵合金制备，具体涉及基于自蔓延制备高熵合金的制备方法。

背景技术：

1、高熵合金是一类具有优异性能的新型材料，具有高强度、高韧性、低温断裂韧性、优异的磁性能及导电性能等特性，在工业制造领域有着广阔的发展前景。

2、高熵合金的制备方法包括熔炼铸造法、粉末冶金法、增材制造法以及磁控溅射法等。熔炼铸造法包括真空电弧熔炼法和真空感应熔炼法，由于该工艺较简单，所以它是制备高熵合金最常用的方法。粉末冶金法也是制备高熵合金常用的一种方法，它以金属粉末或预合金粉末作为原料，经过球磨/混合、压制、烧结以及后续处理等步骤制备块体高熵合金。

3、而高熵合金通常含有部分难熔金属元素，在制备过程中需要长时间高温熔炼，耗费大量能源。此外，难熔金属的价格通常较为昂贵，拉升了高熵合金的制造成本。

4、以铌粉为例，目前市场上铌粉的价格在10000元/千克左右，高纯度铌粉价格更是高至数万甚至十万元每千克，而氧化铌粉末通常不到200元/千克。

5、综上所述，现有的高熵合金含有部分难熔金属，价格通常较为昂贵；此外，这些元素的熔点较高，制备过程中需要长时间高温熔炼，会耗费大量的能源，进而导致企业生产成本较大，企业无法大规模生产和应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，包括以下制备步骤，将1mol coo、0.5molcr2o3、0.5mol fe2o3和1mol nio与3.5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

4、将上述坯料放置到石墨坩埚中，转移到真空中频感应炉中加热，在一定温度下，坯料会发生自蔓延反应，继续加热至坯料完全融化，经电磁搅拌后，随炉冷却，最后，取出alcocrfeni铸锭，并将合金表面的渣相清理干净。

5、基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，还包括以下制备步骤，将1mol coo、0.5molfe2o3和1mol nio、1mol si粉与5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

6、将坯料放置到石墨坩埚中，转移到真空中频感应炉中加热，在一定温度下，坯料会发生自蔓延反应。继续加热至坯料完全融化，经电磁搅拌后，随炉冷却，最后，取出cocrnialsi铸锭，并将合金表面的渣相清理干净。

7、基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，还包括以下制备步骤，将1mol coo、0.5molcr2o3、0.5mol fe2o3和1mol mno2与3.5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

8、将坯料放置到石墨坩埚中，转移到真空中频感应炉中加热，在一定温度下，坯料会发生自蔓延反应，继续加热至坯料完全融化，经电磁搅拌后，随炉冷却，最后，取出cocrfemn铸锭，并将合金表面的渣相清理干净。

9、基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤一、将原料coo、cr2o3、fe2o3、nio、si粉与mno2中的多种原料和铝粉混合，并加入caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

11、步骤二、将坯料放置到石墨坩埚中，转移到真空中频感应炉中加热，在一定温度下，坯料会发生自蔓延反应，继续加热至坯料完全融化，经电磁搅拌后，随炉冷却，最后，取出铸锭，并将合金表面的渣相清理干净。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明以金属的相应氧化物为原材料，降低生产成本，通过和铝粉、caf2、cao等掺杂，通过镁条引燃自蔓延反应还原金属氧化物，生成的熔渣与合金自动分离，生成纯净高熵合金，本发明降低难熔高熵合金的能源消耗和生产成本，便于企业进行大规模生产。

技术特征：

1.基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤，将1molcoo、0.5mol cr2o3、0.5mol fe2o3和1mol nio与3.5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

2.基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤，将1molcoo、0.5mol fe2o3和1mol nio、1mol si粉与5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

3.基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤，将1molcoo、0.5mol cr2o3、0.5mol fe2o3和1mol mno2与3.5mol的铝粉混合，并加入30g的caf2，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料；

4.基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及高熵合金制备技术领域，具体公开了基于自蔓延制备高熵合金的制备方法，包括以下步骤：原料CoO、Cr<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、NiO、Si粉与MnO<subgt;2</subgt;中的多种原料和铝粉混合，并加入CaF<subgt;2</subgt;，经行星式球磨机球墨1h，然后取出粉末，在液压机上以50t的压力压制成坯料，将坯料放置到石墨坩埚中，转移到真空中频感应炉中加热，一定温度下，坯料会发生自蔓延反应，继续加热至坯料完全融化，经电磁搅拌后，随炉冷却，最后，取出铸锭，并将合金表面的渣相清理干净。本发明以金属的相应氧化物为原材料通过和铝粉、CaF<subgt;2</subgt;、CaO等掺杂，通过镁条引燃自蔓延反应还原金属氧化物，生成的熔渣与合金自动分离，生成纯净高熵合金，降低难熔高熵合金的能源消耗和生产成本。

技术研发人员：沈德鹏,刘国强,唐炳涛,张振,刘哲,孙伟,陈俊
受保护的技术使用者：山东省机械设计研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8