【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及难熔金属多主元合金领域，尤其涉及一种难熔金属多主元合金粉体的制备方法。
技术介绍
1、难熔金属多主元合金，又称为难熔金属高熵合金，属于一类性能卓越的高熵新材料。通常由四种或四种以上高熔点金属主元构成，与传统的金属或合金相比（其主元通常为一种或两种金属，如zr、w和taw等），难熔金属多主元合金以其独特的多主元特性脱颖而出。由于具备多主元的特质，难熔金属多主元合金呈现出多种卓越特性，包括高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应以及“鸡尾酒”效应。因此，相对于传统合金，这类合金在室温及高温力学性能、抗摩擦与腐蚀性能以及动态物理性能等多方面展现出更为卓越的性能。此外，难熔金属多主元合金在成分设计上具备更大的灵活性，拥有更多的性能调控空间。因此，在航空航天、远洋深海、新能源等高新
以及国民经济领域，这类合金具有广泛而重要的应用前景。
2、现有多主元合金粉体基本是由化学还原法（中国专利cn201711126629.0）、低温燃烧合成法（中国专利cn201810815194.9）和熔炼气雾化一步法（中国专利cn201610544065.1），这些方法不仅工艺流程复杂，且容易引入杂质，影响后期使用；此外，由于难熔金属具有熔点高且化学性质较为稳定的特点，这些方法难以解决难熔金属多主元合金粉体的制备问题。机械合金化法（mechanical alloying， ma）是目前较较为通用的合成难熔金属高熵合金粉体的方法，但其具有工艺流程长、安全风险高、易引入杂质等多种问题。文献“吕莎莎，陶瓷增强crmonbwti难熔高熵合金
3、中国专利cn202211220580.6公开了一种难熔金属高熵氮化物粉体及其制备方法，利用难熔金属高熵合金和难熔金属高熵氮化物之间的物性差异，使难熔金属高熵合金块体在氮化过程中产生分布较为均匀的高密度裂纹，但其公开的方案和构思需引入共价键，无法用于制备合金粉体。
4、因此，为满足实际应用需求，急需开发一种制备工艺简单高效、化学计量比准确、纯度高的难熔金属高熵合金粉体的制备方法。
技术实现思路
1、针对现有现象，本专利技术要解决的技术问题是提供一种难熔金属多主元合金粉体的制备方法。
2、本申请用于解决上述问题的技术方案为：
3、一种难熔金属多主元合金粉体的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.将原料放置于电弧熔炼炉中进行熔炼，制得难熔金属多主元合金块体；所述原料需包含至少四种难熔金属；
5、s2.对所述难熔金属多主元合金块体在氩氢混合气体的保护下进行退火处理，得到难熔金属多主元合金粉体。
6、本申请中，首先利用电弧熔炼得到合金块体，电弧熔炼是利用电能在电极与电极或电极与被熔炼物料之间产生电弧来熔炼金属的电热冶金方法。电弧熔炼的电极和坩埚均为金属材料，不会引入其它杂质，合成产物纯度高。并且，电弧熔炼在密闭的氩气保护气氛下进行，可以避免熔炼金属的氧化，同时可以促进金属原料内部氧气、氮气等气体杂质的去除和铜、锌、铅、锑、铋、锡和砷等高蒸汽压金属杂质的挥发去除以及金属原料中可能存在的金属氧化物的分解，保证熔炼得到的难熔金属高熵合金的高纯度。此外，电弧熔炼方法可迅速将各原料熔化成液态，可保证在较短的时间原料之间充分混合反应，熔炼获得的合金纯度高且成分分布较为均匀。
7、进一步地，所述难熔金属是指ti、v、cr、nb、mo、hf、ta、w和zr。
8、进一步地，所述原料中各所述难熔金属元素的原子比例范围为5~35 at.%。
9、进一步地，所述电弧熔炼在氩气保护气氛下进行，气氛压力为0.04~0.05 mpa。
10、进一步地，所述电弧熔炼时，电极头电流为100~400 a，单次熔炼时长为5~15 min，反复熔炼若干次。
11、在这种纯度高且成分分布较为均匀的合金块体的基础上，再进行氩氢混合气体中的退火处理，可以得到粒径在微米级乃至纳米级的粉末状材料。这是因为，在氢致开裂的作用下难熔金属高熵合金块体在退火过程中产生分布均匀的高密度裂纹，使难熔金属高熵合金块体逐渐破碎成粉体。本申请无需将金属原料或中间产物机械预切割或破碎成粉体，工艺简单、成本低、易操作、适合大规模生成。
12、进一步地，所述退火处理中，所述氩氢混合气体中氩和氢的体积比例为（80~95）：（5~20）。
13、进一步地，所述退火处理中，所述氩氢混合气体的流量为20~500 ml/min。
14、进一步地，所述退火处理中，退火温度为800~1600℃。
15、进一步地，所述退火处理中，升温降温速率为1~5℃/min。
16、进一步地，所述退火处理中，退火时长为12~72 h。
17、本申请的有益效果在于：
18、1. 本专利技术能获得具有单一物相或多种物相组合而成的难熔多主元合金粉体，物相与原合金接近一致，且元素分布均匀；
19、2. 本专利技术在制备粉体时，退火过程无需借助机械力量的施加，也无需提前将块体碾磨成为块体，仅需借助氢致开裂的原理，使块体变为均匀粉体，可简化制备流程、避免引入杂质；
20、3. 本专利技术的制备工艺简单、合成周期短，适用于大规模批量生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种难熔金属多主元合金粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述难熔金属是指Ti、V、Cr、Nb、Mo、Hf、Ta、W和Zr。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料中各所述难熔金属元素的原子比例范围为5~35 at.%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电弧熔炼在氩气保护气氛下进行，气氛压力为0.04~0.05 MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电弧熔炼中，电极头电流为100~400A，单次熔炼时长为5~15 min，反复熔炼若干次。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理中，所述氩氢混合气体中氩和氢的体积比例为（80~95）：（5~20）。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理中，所述氩氢混合气体的流量为20~500 mL/min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理中，退火温度为800~1600℃。
9.根据权利要求1所述的方法
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理中，退火时长为12~72 h。
...【技术特征摘要】
1.一种难熔金属多主元合金粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述难熔金属是指ti、v、cr、nb、mo、hf、ta、w和zr。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料中各所述难熔金属元素的原子比例范围为5~35 at.%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电弧熔炼在氩气保护气氛下进行，气氛压力为0.04~0.05 mpa。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电弧熔炼中，电极头电流为100~400a，单次熔炼时长为5~15 min，反复熔...
【专利技术属性】
技术研发人员：张联盟，耿子健，彭健，王传彬，王君君，徐志刚，郭翔，何正发，沈强，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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