[发明专利]一种含铝和硼元素的高熵合金靶材及其制备工艺

权利要求书

1.一种含铝和硼元素的高熵合金靶材的制备工艺，其特征在于，由以下步骤组成：

以铝粉和第一金属粉为配料，在氩气保护下采用机械合金化法，制备得到铝合金粉；

将铝合金粉与含硼的第二粉末混合，采用球磨法进行研磨；

将研磨后的含铝和硼的合金粉末放置于石墨磨具中，在真空中采用放电等离子烧结法对合金粉末进行烧结；

烧结后对石墨磨具冷却脱模得到含铝和硼的合金靶材；

所述第一金属粉为Fe、Nb、Ti、和Ni元素的一种或多种；

所述含硼的第二粉末为B和Cr，Co，Zr，Cu，Zn，W，Ta，V和Si中的一种或多种，所述第一金属粉的选择与所述第二粉末的选择不重叠；

所述机械合金化法中高能球磨时间为50h，采用氩气进行保护，转速为300r/min；

所述烧结方法中，预压阶段：压力为30MPa，对烧结炉抽真空至6×10^-2Pa，压力调节至50MPa；烧结阶段：通过电流控制温度，在1100℃以下升温速率为50℃/min；1100～1200℃升温速率保持在20℃/min，以便于将温度准确控制在1200℃；温度达到1200℃时保温20min。

2.根据权利要求1所述的一种含铝和硼元素的高熵合金靶材的制备工艺，其特征在于，所述球磨法中球料比为5:1，转速240r/min，混粉时长5h。

3.根据权利要求2所述的一种含铝和硼元素的高熵合金靶材的制备工艺，其特征在于，所述合金靶材中的各元素均为等原子百分比且分布均匀。

4.根据权利要求1所述的一种含铝和硼元素的高熵合金靶材的制备工艺，其特征在于，第一金属粉选用Ti单质，第二粉末选用Cr，B单质，由以下步骤组成：

机械合金化法制粉，将粒度为300目，纯度为99.99％铝粉和钛粉，按照原子百分比1:1通过电子天平称量，放入不锈钢球磨罐中，用硬质合金钢珠高能球磨，球料比10：1，加入3滴正庚烷作为表面活性剂；将球磨罐内抽真空并充入高纯氩气作为保护气，如此反复三次；将球磨罐固定在行星式球磨机中进行球磨，转速为300r/min，球磨时间50h；

球磨法混粉，将粒度为300目，纯度为99.99％的Cr，B粉末与球磨好的第一金属粉，以等原子百分比的配比通过电子天平进行称量，放入陶瓷球磨罐中使用玛瑙珠进行混粉，球料比为5:1，转速240r/min，混粉时长5h；

放电等离子烧结，装粉阶段：将混好的粉末放入烧结专用的石墨磨具中，本次试验石墨磨具内径60mm，上下垫块中放入等尺寸碳纸，对装好粉的磨具在室温下进行预压，压力为30MPa，将磨具放入烧结炉舱内，将上下垫块对准置于上下压头中心；对烧结炉抽真空至6×10^-2Pa，压力调节至50MPa；烧结阶段：通过电流控制温度，在1100℃以下升温速率为50℃/min；1100～1200℃升温速率保持在20℃/min，以便于将温度准确控制在1200℃；温度达到1200℃时保温20min；

冷却阶段，保温时间结束停止烧结，电流归零，当温度冷却至室温时卸除压头压力，去真空，取出磨具进行脱膜；将磨具中的坯料通过机加工至满足靶材表面所需条件。