本发明专利技术涉及一种中熵合金，具体涉及一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金及其制备方法，所述的中熵合金中，包括20～40at.％的Fe、20～40at.％的Co、20～40at.％的Ni和0～10at.％的Mo，其中Mo含量不为0。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有技术中FeCoNi三元中熵合金力学性能较差而无法实际应用于软磁材料中的问题，实现了在保持软磁性能基本不变的基础上大幅提高了合金硬度，拓宽其应用领域。拓宽其应用领域。拓宽其应用领域。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种中熵合金，具体涉及一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金及其制备方法。
技术介绍
[0002]高熵合金，又称多组元合金，起源于对于具有更高玻璃形成能力的大块非晶玻璃的开发。2004年，英国Cantor等人通过电弧熔炼和铜模吸铸的方法制备了等原子比的16元和20元合金，结果并未发现预期的非晶相，相反两种合金主要以FCC相为主。进一步研究发现，用相同方法制备的FeCoNiCrMn等原子比五元合金同样形成了单一的FCC相。同一时期，叶均蔚教授等人也展开了相应的研究工作，并且从熵的角度正式提出高熵合金的概念及定义。叶均蔚教授等研究人员将高熵合金定义为由五种或五种以上主要元素组成，且每种合金元素的原子百分比相等或近似相等的固溶体合金，其中每种元素的含量在5
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35at.％之间。在之后的研究发展中，有研究者提出，三元或四元等原子比合金可以形成简单固溶体结构，也具备高熵合金的特征，因此提出了中熵合金的概念。
[0003]研究发现，高熵合金和中熵合金通常含有铁磁性元素Fe、Co和Ni，因此它们的磁性能也受到了广泛的关注。然而，大量研究表明，非铁磁性元素的加入会稀释合金中铁磁性元素的含量，往往会降低合金的磁性能。因此，近年来，有研究者开始研究只含有铁磁性元素的磁性合金，即FeCoNi三元合金。
[0004]研究发现，FeCoNi三元中熵合金具有优异的直流软磁性能和交流软磁性能，有望满足在电动机、变压器、开关电源等众多器件的应用需求。然而，受限于它自身较低的力学性能，限制了在软磁材料领域的实际应用，为此，有必要寻找一种在不损害FeCoNi中熵合金软磁性能的前提下提高其力学性能的方法，以克服实际应用中的不足。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金及其制备方法，以解决现有技术中FeCoNi三元中熵合金力学性能较差而无法实际应用于软磁材料中的问题，实现了在保持软磁性能基本不变的基础上大幅提高了合金硬度，拓宽其应用领域。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术第一方面公开了一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，所述的中熵合金中，包括20～40at.％的Fe、20～40at.％的Co、20～40at.％的Ni和0～10at.％的Mo，其中Mo含量不为0。
[0008]优选地，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.03～0.06。
[0009]优选地，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.08～0.12。
[0010]优选地，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.13～0.17。
[0011]优选地，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.18～0.22。
[0012]优选地，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.23～0.27。
[0013]本专利技术第二方面公开了一种制备如上任一所述的兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金的方法，包括如下步骤：
[0014]按比例分别称取金属原料，并分别打磨去除氧化皮；
[0015]将处理后的金属原料在氩气气氛中电弧熔炼，得到合金锭；
[0016]通过铜模吸铸的方式对合金锭进行塑形，得到产品。
[0017]优选地，所述的金属原料为Fe块、Co块、Ni颗粒和Mo颗粒，纯度大于99.95％。
[0018]优选地，所述的氩气气氛采用纯度为99.999％的氩气。
[0019]优选地，所述的铜模吸铸的腔室压力为0.25MPa。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021](1)本专利技术所提出的新型FeCoNiMo中熵合金仅含有4种元素，其中铁磁性元素Fe、Co和Ni占主体，顺磁性元素Mo仅占小部分。该合金结构简单，由FCC相组成，并且存在调幅分解现象，形成了结构相同成分不同的两种FCC相的交替分布。在保证一定软磁性能或略微牺牲磁性能的基础上，大大提高了硬度，增强了应用性。
[0022](2)本专利技术所涉及的制备方法工艺简单，低能耗，低成本，安全可靠；制得的产品性能良好，能够应用在变压器、磁力驱动齿轮泵、继电器铁芯等领域。
[0023]综上，本专利技术制备的FeCoNiMo中熵合金具有低损耗、低矫顽力、高磁化率和高饱和磁感应强度的优点，软磁性能优异，同时还具有高硬度的优点，使其具有优良的应用性。
附图说明
[0024]图1为实施例1
‑
5制得的中熵合金的XRD图；
[0025]图2为实施例1制得的FeCoNiMo
0.05
中熵合金的SEM图；
[0026]图3为实施例2制得的FeCoNiMo
0.15
中熵合金的SEM图；
[0027]图4为实施例2制得的FeCoNiMo
0.15
中熵合金的TEM图；
[0028]图5为实施例3制得的FeCoNiMo
0.25
中熵合金的SEM图；
[0029]图6为实施例4制得的FeCoNiMo
0.1
中熵合金的金相照片；
[0030]图7为实施例5制得的FeCoNiMo
0.2
中熵合金的金相照片；
[0031]图8为实施例1
‑
5制得的中熵合金的磁化曲线图；
[0032]图9为实施例1
‑
5制得的中熵合金的磁滞回线图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例或附图用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0034]除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0035]以下实施例中所采用的材料均为满足纯度要求的市售产品；所使用的方法为本领
域的常规方法，具体实施参数可根据实际配比和条件进行合适调整。
[0036]实施例1
[0037]本实施例制备FeCoNiMo
0.05
软磁中熵合金：
[0038](1)计算FeCoNiMo
0.05
中熵合金的各组分原子百分比，Fe：Co：Ni：Mo＝32.8：32.8：32.8：1.6，将其转变为质量比，Fe：Co：Ni：Mo＝31.3：33.1：32.9：2.7，按照15g的总量计算各元素的质量，称本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，其特征在于，所述的中熵合金中，包括20～40at.％的Fe、20～40at.％的Co、20～40at.％的Ni和0～10at.％的Mo，其中Mo含量不为0。2.根据权利要求1所述的一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，其特征在于，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.03～0.06。3.根据权利要求1所述的一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，其特征在于，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.08～0.12。4.根据权利要求1所述的一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，其特征在于，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.13～0.17。5.根据权利要求1所述的一种兼具高硬度和软磁性能的FeCoNiMo中熵合金，其特征在于，所述的中熵合金中，元素原子比为Fe：Co：Ni：Mo＝1：1：1：0.18～0.22。...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晖，陈梦雅，谭晓华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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