CN107043884A - 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法 - Google Patents

一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107043884A
CN107043884A CN201710240356.6A CN201710240356A CN107043884A CN 107043884 A CN107043884 A CN 107043884A CN 201710240356 A CN201710240356 A CN 201710240356A CN 107043884 A CN107043884 A CN 107043884A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
cocrcufeni
preparation
entropy alloys
tio particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710240356.6A
Other languages
English (en)
Inventor
秦庆东
黄搏威
伍玉娇
苏向东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Institute of Technology
Original Assignee
Guizhou Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Institute of Technology filed Critical Guizhou Institute of Technology
Priority to CN201710240356.6A priority Critical patent/CN107043884A/zh
Publication of CN107043884A publication Critical patent/CN107043884A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058—Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，所述TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金主要由TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉制备而成。本发明制备的颗粒增强高熵合金，同CoCrCuFeNi基体合金相比，其电阻率降低了20％，导热系数提高了25％，硬度提升了30％,极大的提高了各方面的性能。具有广泛的用途，尤其是在军工领域。

Description

一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合金属氧化粉体材料及其制备方法，特别是一种高导电复合金属氧化粉体材料及其制备方法。
背景技术
高熵合金是2004年由中国台湾学者首先提出的一种材料的新概念，他是一种新型的合金材料的设计理念，其组元数大于5，每种组元的原子百分含量基本上相等，最终形成的材料具有极高的熵值。由于这种合金中金属元素种类多，原子排布的混乱度大，高熵效应必然促进了元素间的混合，使得合金相组成形成单一的晶体结构，如单一的体心立方或面心立方结构，或者二者的混合结构，抑制了脆性的金属间化合物的形成。这种金属结构表现出除了优异的力学性能，使其具有超高的抗拉强度和硬度，为这种材料在极端条件下的应用奠定了基础。
经历了十余年的研究与开发，高熵合金出现了多个系列，从最早的CoCrCuFeNi系到后来的AlCoCrCuFeNi、TiCoCrCuFeNi、SiCoCrCuFeNi等，最近，出现了颗粒增强的高熵合金，如TiC-CoCrCuFeNi、TiB-CoCrCuFeNi等。虽然CoCrCuFeNi系等高熵合金集众多优点于一身，但是其体积电阻率通常4×10-5-5×10-5Ω﹒cm，即体积电阻率较大，导热系数40-50W/m.K，硬度400-500HV，即导电系数和硬度都还不够高，因此，现有高熵合金，各方面的性能还不够好，限制了其用途。
TiO在结构材料应用方面的研究相对较少，它是一种带有丰富的原子的金属氧化物，由于大量空位的存在，使得这种材料具有很强的导电能力与导热能力，同时TiO又具有高硬度的优点。虽然TiO具有较多的优点，但是其化学性质稳定性差，在150℃左右即转化为三价的Ti2O3,进而转化成TiO2，所以在材料制备过程中极难通过直接掺杂TiO颗粒的方式制备出TiO颗粒增强的结构材料，因此，到目前为止还没有相关的报道出现。本发明通过特殊手段制备出了中间化合物--TiCO，利用原位内生反应在材料内部由TiCO直接生成TiO颗粒，C则以CO气体的形式排出，从而获得了TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金。TiO增强颗粒的产生，极大的提高了高熵合金的性能，扩大了应用范围。
发明内容
本发明的目的，是提供一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法。本发明制备的颗粒增强高熵合金，同CoCrCuFeNi基体合金相比，极大的提高了高熵合金的性能,其电阻率降低了20％，导热系数提高了25％，硬度提升了30％,极大的提高了各方面的性能。具有广泛的用途，尤其是在军工领域。
本发明是这样实现的。
一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉0.5-1.5份、Co粉0.8-1.2份、Cr粉0.8-1.2份、Cu粉0.8-1.2份、Fe粉0.8-1.2份和Ni粉0.8-1.2份。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉1份、Co粉1份、Cr粉1份、Cu粉1份、Fe粉1份和Ni粉1份。
一种前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1000-2000℃条件下，真空度10Pa以下，反应10-30min，即得。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1300-1700℃。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1400-1600℃。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述温度为1500℃。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述真空度为1-8Pa；反应时间为15-25min。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述真空度为2-6Pa；反应时间为20min。
前述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，所述TiCO粉的粒径为1-100微米；Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉的粒径为1-100微米。
有益效果：
本发明颗粒增强的高熵合金具有更优的导电性能、导热性能和力学性能。申请人分别取实施例1制备的高熵合金、实施例2制备的高熵合金、实施例3制备的高熵合金、CoCrCuFeNi高熵合金测试各材料的电阻率，热导率和硬度，每组测10次，测试结果取平均值，并记录测试结果，见表1。
表1性能测试结果
由表可知，按实施例1、2、3制备的高熵合金在力学性能、导热、导热等性能均优于CoCrCuFeNi基体合金。
附图说明
图1是TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金XRD图；
图2是TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金扫描电镜图，其中放大区域中的等轴晶即为TiO。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1.
原料配比：TiCO粉1kg、Co粉1kg、Cr粉1kg、Cu粉1kg、Fe粉1kg和Ni粉1kg。
工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1450-1550℃条件下，真空度为10Pa下，反应20min，即得,所制得的高熵合金XRD图谱见图1，金相图见图2，其中放大区域中的等轴晶即为TiO。
实施例2.
原料配比：TiCO粉1.5kg、Co粉1.2kg、Cr粉1.2kg、Cu粉1.2kg、Fe粉1.2kg和Ni粉1.2kg。
工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1300-1400℃条件下，真空度为1Pa下，反应30min，即得。
实施例3.
原料配比：TiCO粉0.5kg、Co粉0.8kg、Cr粉0.8kg、Cu粉0.8kg、Fe粉0.8kg和Ni粉0.8kg。
工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1700-2000℃条件下，真空度8Pa下，反应10min，即得。
实施例4。
原料配比：原料配比：TiCO粉1kg、Co粉1.1kg、Cr粉1.1kg、Cu粉1.1kg、Fe粉1.1kg和Ni粉1.1kg。
工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1800-1900℃条件下，真空度7Pa下，反应15min，即得。
实施例5.
原料配比：TiCO粉0.5kg、Co粉1kg、Cr粉1kg、Cu粉1kg、Fe粉1kg和Ni粉1kg。
工艺：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1400-1500℃条件下，真空度7Pa下，反应20min，即得。

Claims (9)

1.一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，其特征在于：它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉0.5-1.5份、Co粉0.8-1.2份、Cr粉0.8-1.2份、Cu粉0.8-1.2份、Fe粉0.8-1.2份和Ni粉0.8-1.2份。
2.如权利要求1所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金，其特征在于：它是以下述摩尔配比的原料制成，TiCO粉1份、Co粉1份、Cr粉1份、Cu粉1份、Fe粉1份和Ni粉1份。
3.一种如权利要求1或2所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：将TiCO粉、Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉，混合后，在温度为1000-2000℃条件下，真空度10Pa以下，反应10-30min，即得。
4.根据权利要求3所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述温度为1300-1700℃。
5.根据权利要求4所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述温度为1400-1600℃。
6.根据权利要求5所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述温度为1500℃。
7.根据权利要求3所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述真空度为1-8Pa；反应时间为15-25min。
8.根据权利要求7所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述真空度为2-6Pa；反应时间为20min。
9.根据权利要求3所述的TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金的制备方法，其特征在于：所述TiCO粉的粒径为1-100微米；Co粉、Cr粉、Cu粉、Fe粉和Ni粉的粒径为1-100微米。
CN201710240356.6A 2017-04-13 2017-04-13 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法 Pending CN107043884A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710240356.6A CN107043884A (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710240356.6A CN107043884A (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107043884A true CN107043884A (zh) 2017-08-15

Family

ID=59544404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710240356.6A Pending CN107043884A (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107043884A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108747006A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 贵州理工学院 一种CoCrCuFeNi高熵合金的激光焊接方法
CN109290572A (zh) * 2018-09-29 2019-02-01 中国工程物理研究院材料研究所 一种陶瓷增强高熵合金复合材料构件的激光熔化沉积方法
CN111514873A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 尚国龙 一种高熵氧化物/TiO2复合光触媒的制备方法
CN113981487A (zh) * 2021-10-25 2022-01-28 成都大学 一种高熵碳酸盐电催化剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225721A (zh) * 2015-08-26 2016-01-06 贵州理工学院 一种高导电复合金属氧化粉体材料及其制备方法
CN105543621A (zh) * 2016-01-18 2016-05-04 南京工程学院 一种内生纳米陶瓷增强高熵合金复合材料及制备方法
CN105568335A (zh) * 2015-09-24 2016-05-11 江门职业技术学院 一种钢基材表面制备FeNiCoCuCr高熵合金涂层的工艺
CN105755324A (zh) * 2016-03-02 2016-07-13 北京理工大学 一种兼具强度和韧性的高熵合金及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225721A (zh) * 2015-08-26 2016-01-06 贵州理工学院 一种高导电复合金属氧化粉体材料及其制备方法
CN105568335A (zh) * 2015-09-24 2016-05-11 江门职业技术学院 一种钢基材表面制备FeNiCoCuCr高熵合金涂层的工艺
CN105543621A (zh) * 2016-01-18 2016-05-04 南京工程学院 一种内生纳米陶瓷增强高熵合金复合材料及制备方法
CN105755324A (zh) * 2016-03-02 2016-07-13 北京理工大学 一种兼具强度和韧性的高熵合金及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QINGDONG QIN ET AL.: "Microstructure and wear resistance of in situ porous TiO/Cu composites", 《METALS AND MATERIALS INTERNATIONAL》 *
宋玉林 等: "《稀有金属化学》", 31 August 1994, 沈阳：辽宁大学出版社 *
郑武城 等: "《光学化工辅料》", 30 April 1985, 北京：测绘出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108747006A (zh) * 2018-06-12 2018-11-06 贵州理工学院 一种CoCrCuFeNi高熵合金的激光焊接方法
CN108747006B (zh) * 2018-06-12 2020-07-14 贵州理工学院 一种CoCrCuFeNi高熵合金的激光焊接方法
CN109290572A (zh) * 2018-09-29 2019-02-01 中国工程物理研究院材料研究所 一种陶瓷增强高熵合金复合材料构件的激光熔化沉积方法
CN111514873A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 尚国龙 一种高熵氧化物/TiO2复合光触媒的制备方法
CN111514873B (zh) * 2019-02-01 2022-06-07 尚国龙 一种高熵氧化物/TiO2复合光触媒的制备方法
CN113981487A (zh) * 2021-10-25 2022-01-28 成都大学 一种高熵碳酸盐电催化剂及其制备方法
CN113981487B (zh) * 2021-10-25 2022-04-29 成都大学 一种高熵碳酸盐电催化剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheng et al. SnO2 quantum dots: rational design to achieve highly reversible conversion reaction and stable capacities for lithium and sodium storage
CN107043884A (zh) 一种TiO颗粒增强CoCrCuFeNi高熵合金及其制备方法
Zhao et al. Encapsulating highly crystallized mesoporous Fe3O4 in hollow N-doped carbon nanospheres for high-capacity long-life sodium-ion batteries
Ma et al. The toughening design of pseudocapacitive materials via graphene quantum dots: Towards enhanced cycling stability for supercapacitors
CN110273078B (zh) 一种磁性(FeCoNi1.5CuBmREn)P/Al复合材料及其制备方法
Zhang et al. Ni (OH) 2 derived Ni-MOF supported on carbon nanowalls for supercapacitors
Shi et al. Flexible nickel cobalt metal-organic frameworks/reduced graphene oxide hybrid film for high-performance supercapacitors
Peng et al. Propelling electrochemical kinetics of transition metal oxide for high-rate lithium-ion battery through in situ deoxidation
Liu et al. High-performance hierarchical cypress-like CuO/Cu 2 O/Cu anode for lithium ion battery
CN108264041B (zh) 氧化石墨烯/铜氧化物复合粉体及其制备方法、微观层状结构石墨烯/铜复合材料制备方法
Lan et al. Experimental and theoretical studies on two-dimensional vanadium carbide hybrid nanomaterials derived from V4AlC3 as excellent catalyst for MgH2
Zhang et al. Defect-rich MnxOy complex Fe–Ni sulfide heterogeneous electrocatalyst for a highly efficient hydrogen evolution reaction
CN106987740A (zh) 一种多孔铝基复合金属材料及其制作方法
Rong et al. One-step synthesis of carbon-coated monocrystal molybdenum oxides nanocomposite as high-capacity anode materials for lithium-ion batteries
Jarot et al. Fabrication of dense composite ceramic electrolyte SDC-(Li/Na) 2Co3
Huang et al. Microwave‐Assisted Rational Designed CNT‐Mn3O4/CoWO4 Hybrid Nanocomposites for High Performance Battery‐Supercapacitor Hybrid Device
Xiao et al. Core-shell N-doped carbon embedded Co3O4 nanoparticles with interconnected and hierarchical porous structure as superior anode materials for lithium-ion batteries
Liu et al. Self-supported electrode constructed by hierarchical nickel-cobalt selenide nanosheet arrays for high-performance flexible supercapacitors
Zhang et al. Enhanced oxygen reduction kinetics of SrCoO3-δ by Ta/Cu or Nb/Cu co-doping as high-performance cathodes for SOFC
Yazdani et al. Effect of cobalt alloying on the electrochemical performance of manganese oxide nanoparticles nucleated on multiwalled carbon nanotubes
Ai et al. Surfactant-assisted encapsulation of uniform SnO2 nanoparticles in graphene layers for high-performance Li-storage
Yang et al. A facile molten salt synthesis route for a C/MoS2/Co9S8 complex with multiple heterogeneous interfaces and excellent dielectric and magnetic properties for effective microwave absorption
Jiang et al. Preparation, sintering and electrochemical performance of novel Fe2N-TiN nanocomposites
JP5376273B2 (ja) ボロンドープダイヤモンド焼結体およびその製造方法
CN115747552B (zh) 一种纳米铜修饰碳纳米管增强钛基复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170815

RJ01 Rejection of invention patent application after publication