[发明专利]一种增强型AlCoCrFeNi2高熵合金基中子吸收材料的制备方法及应用

摘要

本发明属于有色金属合金制备技术领域，具体涉及一种增强型AlCoCrFeNi₂高熵合金基中子吸收材料的制备方法；将Al粉、Co粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉按照摩尔比1:1:1:1:2进行球磨混粉制备AlCoCrFeNi₂高熵合金粉末；将AlCoCrFeNi₂高熵合金粉末、Al粉和B₄C粉按照体积比6:3:1进行球磨混粉，采用等离子放电烧结技术在真空、电阻加热和加压的条件下烧结制备AlCoCrFeNi₂高熵合金基中子吸收材料，使B₄C颗粒均匀分布于基体中，Al粉的添加可进一步改善材料的塑形变形能力，真空环境可有效地避免材料的氧化，等离子放电快速烧结可避免材料内部的晶粒长大，颗粒尖端放电产生局部高温可提高材料的界面连接强度；制备方法工艺先进，数据精确翔实；AlCoCrFeNi2高熵合金基中子吸收材料致密度可达98%，硬度可达HV0.5=563.3，抗拉强度达到340 MPa。

主权项

1.一种增强型AlCoCrFeNi₂高熵合金基中子吸收材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、球磨法制备AlCoCrFeNi₂高熵合金粉末； 在真空手套箱内按照摩尔比为1:1:1:1:2分别称取Al粉、Co粉、Cr粉、Fe粉和Ni粉后置于球磨罐内进行球磨，对装有混合粉末的球磨罐进行充氩气保护，球磨机转速为350 r/min，球磨机正反方向交替运行，球磨机运行15 min 暂停15 min，有效球磨时间共72 h； 打开球磨罐，加入酒精进行湿磨，球磨机运行15 min 暂停15 min，转速为450 r/min，有效球磨时间共10 h，得到高熵合金粉末； 将湿磨过后的高熵合金粉末置于石英容器中进行除湿除气，石英容器加热温度135 ℃，保温时间15 min，容器内真空度≤ 5 Pa；b、球磨混粉；将除湿除气过后的高熵合金粉与Al粉和B₄C粉置于不锈钢球磨罐中进行球磨混粉，球磨转速为200 r/min，球磨时间1 h；所述AlCoCrFeNi₂高熵合金粉末、Al粉和B₄C粉的体积比6:3:1；c、装粉；将步骤b球磨过的混合粉末，装进圆筒形模具内，所述圆筒形模具由石墨材料制成，模具内壁粗糙度为Ra 0.06‑0.15 μm，模具型腔尺寸为Ф30 mm×70mm；d、热压烧结，将步骤c中装好混合粉末的石墨模具置于等离子放电烧结炉中进行烧结得到增强型AlCoCrFeNi₂高熵合金基中子吸收材料；所述烧结过程是在真空气氛、等离子活化、加电加热、外水循环冷却的条件下完成。