一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，所述TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金主要由TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉制备而成。本发明专利技术制备的颗粒增强高熵合金，同CoCrCuFeNi基体合金相比，其电阻率降低了20％，导热系数提高了25％，硬度提升了30％,极大的提高了各方面的性能。具有广泛的用途，尤其是在军工领域。

TiO particle reinforced CoCrCuFeNi high entropy alloy and preparation method thereof

The invention discloses a TiO particle reinforced CoCrCuFeNi high entropy alloy, the TiO particle reinforced CoCrCuFeNi high entropy alloy mainly consists of TiCO powder, Co powder, Cr powder, Cu powder, Fe powder and Ni powder. Compared with the CoCrCuFeNi matrix alloy, the particle reinforced high entropy alloy prepared by the invention has the advantages that the resistivity is reduced by 20%, the thermal conductivity coefficient is increased by 25%, the hardness is raised by 30%, and the performance of various aspects is greatly improved. Having a wide range of uses, especially in the field of military industry.

【技术实现步骤摘要】
一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法
本专利技术涉及一种复合金属氧化粉体材料及其制备方法，特别是一种高导电复合金属氧化粉体材料及其制备方法。
技术介绍
高熵合金是2004年由中国台湾学者首先提出的一种材料的新概念，他是一种新型的合金材料的设计理念，其组元数大于5，每种组元的原子百分含量基本上相等，最终形成的材料具有极高的熵值。由于这种合金中金属元素种类多，原子排布的混乱度大，高熵效应必然促进了元素间的混合，使得合金相组成形成单一的晶体结构，如单一的体心立方或面心立方结构，或者二者的混合结构，抑制了脆性的金属间化合物的形成。这种金属结构表现出除了优异的力学性能，使其具有超高的抗拉强度和硬度，为这种材料在极端条件下的应用奠定了基础。经历了十余年的研究与开发，高熵合金出现了多个系列，从最早的CoCrCuFeNi系到后来的AlCoCrCuFeNi、TiCoCrCuFeNi、SiCoCrCuFeNi等，最近，出现了颗粒增强的高熵合金，如TiC-CoCrCuFeNi、TiB-CoCrCuFeNi等。虽然CoCrCuFeNi系等高熵合金集众多优点于一身，但是其体积电阻率通常4×10-5-5×10-5Ω﹒cm，即体积电阻率较大，导热系数40-50W/m.K，硬度400-500HV，即导电系数和硬度都还不够高，因此，现有高熵合金，各方面的性能还不够好，限制了其用途。TiO在结构材料应用方面的研究相对较少，它是一种带有丰富的原子的金属氧化物，由于大量空位的存在，使得这种材料具有很强的导电能力与导热能力，同时TiO又具有高硬度的优点。虽然TiO具有较多的优点，但是其化学性质稳定性差，在150℃左右即转化为三价的Ti2O3,进而转化成TiO2，所以在材料制备过程中极难通过直接掺杂TiO颗粒的方式制备出TiO颗粒增强的结构材料，因此，到目前为止还没有相关的报道出现。本专利技术通过特殊手段制备出了中间化合物--TiCO，利用原位内生反应在材料内部由TiCO直接生成TiO颗粒，C则以CO气体的形式排出，从而获得了TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金。TiO增强颗粒的产生，极大的提高了高熵合金的性能，扩大了应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的，是提供一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法。本专利技术制备的颗粒增强高熵合金，同CoCrCuFeNi基体合金相比，极大的提高了高熵合金的性能,其电阻率降低了20％，导热系数提高了25％，硬度提升了30％,极大的提高了各方面的性能。具有广泛的用途，尤其是在军工领域。本专利技术是这样实现的。一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉0.5-1.5份、Co粉0.8-1.2份、Cr粉0.8-1.2份、Cu粉0.8-1.2份、Fe粉0.8-1.2份和Ni粉0.8-1.2份。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉1份、Co粉1份、Cr粉1份、Cu粉1份、Fe粉1份和Ni粉1份。一种前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1000-2000℃条件下，真空度10Pa以下，反应10-30min，即得。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1300-1700℃。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1400-1600℃。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1500℃。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述真空度为1-8Pa；反应时间为15-25min。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述真空度为2-6Pa；反应时间为20min。前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述TiCO粉的粒径为1-100微米；Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉的粒径为1-100微米。有益效果：本专利技术颗粒增强的高熵合金具有更优的导电性能、导热性能和力学性能。申请人分别取实施例1制备的高熵合金、实施例2制备的高熵合金、实施例3制备的高熵合金、CoCrCuFeNi高熵合金测试各材料的电阻率，热导率和硬度，每组测10次，测试结果取平均值，并记录测试结果，见表1。表1性能测试结果由表可知，按实施例1、2、3制备的高熵合金在力学性能、导热、导热等性能均优于CoCrCuFeNi基体合金。附图说明图1是TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金XRD图；图2是TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金扫描电镜图，其中放大区域中的等轴晶即为TiO。下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1.原料配比：TiCO粉1kg、Co粉1kg、Cr粉1kg、Cu粉1kg、Fe粉1kg和Ni粉1kg。工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1450-1550℃条件下，真空度为10Pa下，反应20min，即得,所制得的高熵合金XRD图谱见图1，金相图见图2，其中放大区域中的等轴晶即为TiO。实施例2.原料配比：TiCO粉1.5kg、Co粉1.2kg、Cr粉1.2kg、Cu粉1.2kg、Fe粉1.2kg和Ni粉1.2kg。工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1300-1400℃条件下，真空度为1Pa下，反应30min，即得。实施例3.原料配比：TiCO粉0.5kg、Co粉0.8kg、Cr粉0.8kg、Cu粉0.8kg、Fe粉0.8kg和Ni粉0.8kg。工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1700-2000℃条件下，真空度8Pa下，反应10min，即得。实施例4。原料配比：原料配比：TiCO粉1kg、Co粉1.1kg、Cr粉1.1kg、Cu粉1.1kg、Fe粉1.1kg和Ni粉1.1kg。工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1800-1900℃条件下，真空度7Pa下，反应15min，即得。实施例5.原料配比：TiCO粉0.5kg、Co粉1kg、Cr粉1kg、Cu粉1kg、Fe粉1kg和Ni粉1kg。工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1400-1500℃条件下，真空度7Pa下，反应20min，即得。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，其特征在于：它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉0.5‑1.5份、Co粉0.8‑1.2份、Cr粉0.8‑1.2份、Cu粉0.8‑1.2份、Fe粉0.8‑1.2份和Ni粉0.8‑1.2份。

【技术特征摘要】
1.一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，其特征在于：它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉0.5-1.5份、Co粉0.8-1.2份、Cr粉0.8-1.2份、Cu粉0.8-1.2份、Fe粉0.8-1.2份和Ni粉0.8-1.2份。2.如权利要求1所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，其特征在于：它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉1份、Co粉1份、Cr粉1份、Cu粉1份、Fe粉1份和Ni粉1份。3.一种如权利要求1或2所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1000-2000℃条件下，真空度10Pa以下，反应10-30min，即得。4.根据权利要求3所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦庆东，黄搏威，伍玉娇，苏向东，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52