本发明属于中熵合金，具体涉及一种中熵铜合金及其制备方法和应用。
背景技术：
1、铜合金具有适中的硬度，良好的潜藏性和顺应性，以及较低的摩擦系数和良好的抗磨性能，通常作为滑动轴承、轴瓦、衬套、滑板、涡轮和齿轮等零部件广泛应用于机械工程领域。中熵铜合金是近年来在常规铜合金的基础上发展起来的一类新型材料，继承了常规铜合金的优良性能，并且具有高强度、高塑韧，以及更优良的耐磨损和耐腐蚀等特性，有望成为新一代耐磨自润滑材料应用在航空、航天和海洋工程等领域。
2、铜锰镍锡系中熵铜合金是其中最典型的一类，该合金具有良好的耐高温性能、较高的强度和较好的耐磨性，在高温摩擦工况下极具应用前景。该合金目前主要采用熔炼铸造方法制备而成。然而，由于铜锰镍锡合金在熔炼铸造过程中组元之间存在较大的液固区间，液态合金在凝固过程中，极易出现锡元素的成分偏析，影响合金的成分均匀性和力学性能的进一步提升。此外，除了凝固过程中形成枝晶间的微观偏析外，在时效后期形成的粗大的片层状不连续沉淀相会极大的恶化合金的强度、韧性和塑性。
3、微合金化的方法对于抑制常规铜镍锡合金中粗大的片层状不连续组织析出具有较好的效果。然而，对于铜锰镍锡中熵合金而言，由于高浓度的多种组元混合后引起的晶格畸变效应和缓慢扩散效应，微合金化对于抑制铜锰镍锡中熵铜合金中不连续沉淀相析出的作用并不明显，使其力学性能和耐磨性能难以通过微合金化的方法得以改善。目前，如何进一步提升铜锰镍锡中熵铜合金的力学性能和耐磨性能是亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种中熵铜合金及其制备方法和应用，本发明有效抑制了铜锰镍锡中熵铜合金中粗大的片层状不连续沉淀相的形成，进而提升其力学性能和摩擦学性能，本发明提供的中熵铜合金具有较高的硬度、强度、韧性和耐磨性，大大扩展了其应用范围。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种中熵铜合金，包括以下原子百分比的元素组分：
3、
4、优选的，所述中熵铜合金的微观组成包括a1相，b1相和h-l12相。
5、优选的，所述h-l12相的体积百分含量为5～18％。
6、本发明还提供了上述技术方案所述中熵铜合金的制备方法，包括以下步骤：
7、按照元素配比将物料混合后熔炼，将熔炼得到的合金熔液冷却后，得到铸锭；
8、将所述铸锭依次进行固溶处理和时效处理，得到所述中熵铜合金。
9、优选的，所述固溶处理的温度为780～900℃，时间为3～6h。
10、优选的，升温至所述固溶处理所需温度的升温速率为10～12℃/min。
11、优选的，所述时效处理的温度为400～550℃，时间为3～5h。
12、优选的，升温至所述时效处理所需温度的升温速率为5～12℃/min。
13、优选的，所述熔炼包括真空感应熔炼或悬浮熔炼；
14、所述熔炼的温度为1200～1550℃，时间为10～30min。
15、本发明还提供了上述技术方案所述中熵铜合金或上述技术方案所述的制备方法制备得到的中熵铜合金作为耐磨材料的应用。
16、本发明提供了一种中熵铜合金，包括以下原子百分比的元素组分：43～47％cu，7～9％mn，6～8％sn，30～40％ni和0.1～10％co。本发明向合金中引入熔点较高的co元素，其在固溶体中的固溶度相对较小，因而在合金凝固或者时效过程中co元素会优先占据晶界或者靠近晶界位置，阻碍其他合金组元的扩散，进而起到抑制不连续沉淀相的形成和长大的作用，从而减少不连续沉淀相，使h-l12相均匀连续的分布于合金基体中，从而提高中熵铜合金的力学性能。本发明提供的中熵铜合金成分均匀、组织稳定，在室温下表现出的极高的力学强度，并兼顾良好的断裂韧性和耐磨性，能够满足矿山冶金、航空航天、汽车、能源和装备制造等领域对先进结构铜合金材料的迫切需求，具有广泛的应用和推广前景。
1.一种中熵铜合金，其特征在于，包括以下原子百分比的元素组分：
2.根据权利要求1所述中熵铜合金，其特征在于，所述中熵铜合金的微观组成包括a1相，b1相和h-l12相。
3.根据权利要求2所述中熵铜合金，其特征在于，所述h-l12相的体积百分含量为5～18％。
4.权利要求1～3任一项所述中熵铜合金的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为780～900℃，时间为3～6h。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，升温至所述固溶处理所需温度的升温速率为10～12℃/min。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为400～550℃，时间为3～5h。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，升温至所述时效处理所需温度的升温速率为5～12℃/min。
9.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述熔炼包括真空感应熔炼或悬浮熔炼；
10.权利要求1～3任一项所述中熵铜合金或权利要求4～9任一项所述的制备方法制备得到的中熵铜合金作为耐磨材料的应用。