1.高熵合金颗粒增强的深冷处理铝基复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备高熵合金粉末,以高熵合金FeCoNi1.5CrCuMx的成分按照摩尔比进行配料,其中
0.5≤x≤1.5,x为摩尔比,M为Nd和B;称量高熵合金金属粉末置于不锈钢球磨罐中,在球磨罐中加入氧化锆球,将不锈钢球磨罐抽真空并充入氩气,将高熵合金粉末进行机械合金化;
先干磨后湿磨,干磨球磨机转速为150‑200 r/min,球磨时间为12‑20h,湿磨时在球磨罐中加入过程控制剂正己烷后抽真空并充入氩气,球磨机转速为260‑300 r/min,球磨时间为
36‑40h,湿磨后取出粉体,将球磨后的粉体放入真空干燥箱中干燥20‑30h得到高熵合金粉体;
(2)制备铝基体粉末,称量纯铝粉及微合金化元素置于不锈钢球磨罐中,所述微合金化元素为Ti、La、Sc和Sm,在球磨罐中加入氧化锆球及湿磨过程控制剂正已烷,将不锈钢球磨罐抽真空并充入氩气,将铝基体粉末进行微合金化同时细化纯铝粉;球磨时湿磨球磨机转速为260‑300 r/min,球磨时间为24‑30h,湿磨后取出粉体,将球磨后的粉体放入真空干燥箱中干燥20‑30h得到微合金化纳米级铝基体粉体;
(3)超声波分散混粉,将步骤(1)制备的高熵合金粉末加入到球磨罐内按比例称量好的步骤(2)制备的铝基体粉体,以氧化锆球为球磨介质,加入正已烷湿磨,进行真空球磨混粉,具体球磨参数为180r/min×3h+200r/min×10h,得到混合粉末;然后将混合粉末置于容器内以正已烷为介质进行超声波分散,之后在真空烘干箱中对混合粉末进行烘干处理,温度为55℃ 65℃,得到混合均匀、无团聚的复合粉末;
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(4)压坯,将步骤(3)制备的复合粉末置于橡胶模具中,采用机械振动的方法将橡胶模具中粉末充分振实,将橡胶模具抽真空后,用冷等静压成型法压制成坯,得到致密的复合材料坯锭;
(5)将步骤(4)得到的复合材料坯锭进行微波烧结,将步骤(4)中得到的复合材料置于微波功率为4kW的微波烧结炉中,在氩气气氛下进行烧结,先以100℃/min的升温速率从室温升温到200℃,进行200℃×20min的预烧结,除去复合材料坯锭内部的气体,然后再以50℃/min的升温速率升温到500℃‑550℃,进行500℃‑550℃×45min的微波烧结;最终得到高熵合金颗粒增强的铝基复合材料;
(7)将高熵合金颗粒增强的铝基复合材料放入深冷设备中,以8℃/min的速度从室温
25℃降到‑175℃,并在‑175℃保温4h;深冷处理之后试样随深冷箱恢复至室温;将经过深冷处理过的高熵合金颗粒增强的铝基复合材料在强磁场中脉冲磁化后。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,高熵合金粉末、铝基体粉末的原料采用的金属粉末纯度99.9%及以上,粉末粒度不大于45μm;纯铝粉粉末纯度99.9%及以上,粒度小于300μm;制备的高熵合金粉末颗粒粒度范围为30 50nm。
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3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中制备铝基体粉末中,微合金元素Sm的添加量为0.6vol% 0.8vol%,Ti元素的添加量为0.04vol% 0.06vol%,Sc元素的添~ ~
加量为0.6vol% 0.8vol%,La元素的添加量为0.08vol% 0.12vol%,其余为铝粉。
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4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,高熵合金粉末与铝基体粉末混合时,高熵合金粉末占总质量的35 40wt%,铝基体粉末的质量含量为:60wt% 65wt%。
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5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的冷等静压成型法为将制备的混合粉末干燥后,装填进橡胶包套,压制成生胚,生胚致密度在75—85%之间,所得生胚真空封装保存;成型过程中等静压压制时,采用250‑300Mpa的油压载荷,并且保压时间为1‑2min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,球磨的球料质量比为10:1
15:1;正已烷加入量为35‑45ml。
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7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的高熵合金金属粉末球磨时,氧化锆磨球直径分别为15、10和6mm,大球:中球:小球的质量比为1:2:4,球料质量比为8:1~
10:1。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的高熵合金金属粉末干磨时,每转动30min后停机5min;湿磨时,正已烷加入量为35‑45ml。
9.权利要求1‑8中任一项所述制备方法制备的高熵合金颗粒增强的深冷处理铝基复合材料,其特征在于,所述的高熵合金颗粒为增强体,所述高熵合金成分原子比表达式为FeCoNi1.5CrCuMx,其中0.5≤x≤1.5,x为摩尔比,M为Nd和B;所述的铝基体中添加了微合金化元素Ti、La、Sc和Sm。
10.根据权利要求9所述的高熵合金颗粒增强的深冷处理铝基复合材料,其特征在于,所述的高熵合金颗粒为面心立方固溶体合金体系。